VIŠA ELEKTROTEHNI�KA ŠKOLA

BEOGRAD

M. MILOSAVLJEVI�, M. MILI�

MONTAŽA I SERVISIRANJE RA�UNARA

SKRIPTA

BEOGRAD, SEPTEMBAR 2004.GOD.

2

3

SADRŽAJ:

UVOD ……………………………………………………………………….. 5 MATI�NE PLO�E ……………………………………….………………… 7 MEMORIJA ………………………………………………………………… 15 MIKROPROCESORI ……………………………………………………….. 21 HARD DISKOVI …………………………………………………………… 27 FLOPI DISKOVI I DISK JEDINICE ………………………………………. 37 VIDEO KARTICE ………………………………………………………….. 39 STEPENI ZA NAPAJANJE ……………………………………………….. 45 MONITORI SA KATODNOM CEVI ……………...………………………. 55 TFT MONITORI ……………………….…………………………………… 65 LASERSKI ŠTAMPA�I …………………………………………………… 81

4

5

UVOD

U današnje vreme PC ra�unari su prisutni u svim oblastima života, pa prakti�no ne

postoji ni jedna ljudska delatnost u kojoj se oni u ve�oj ili manjoj meri ne primenjuju. Svakako da je najvažnija njihova primena u poslovne svrhe. U industriji, administraciji i upravi se savremeno poslovanje bez njih više ne može zamisliti. Druga važna oblast primene PC ra�unara je u obrazovanju, tako da je obrazovnim ustanovama i pojedincima dostupna ogromna baza stru�ne i nau�ne literature, kao i mnogobrojni kursevi i sli�ni obrazovni sadržaji. Tre�a oblast gde su PC ra�unari tako�e najšire prisutni je zabava. Sa razvojem PC tehnologije postalo je mogu�e koristiti raznovrsne multimedijalne sadržaje, tako da se danas koriš�enjem ra�unara mogu gledati filmovi, slušati kvaliteni muzi�ki sadržaji, igrati mnogobrojne igre, ali i stvarati kompletna umetni�ka dela, kao što su slike, filmovi i muzika.

Ogroman broj PC ra�unara u svetu i još ve�i broj njihovih korisnika, dovodi do velike potrebe za održavanjem, popravkama i nadogradnjama postoje�ih ra�unara, kao i odgovaraju�eg i racionalnog izbora prilikom nabavke novih ra�unara. U tom cilju �e biti ukratko prikazane glavne komponente savremenih PC ra�nara, pri �emu ne�e biti naglaska na suvišne tehni�ke podatke, koji se i onako veoma brzo menjaju usled neprestanog pojavljivanja novih i ja�ih PC konfiguracija, ve� �e ve�a pažnja biti posve�ena osnovnim principima rada pojedinih komponenti, njihove ugradnje, konfigurisanja i eventualnog servisiranja.

Pri tome treba imati u vidu da se razvojem i širenjm PC tehnologije i cene pojedinih komponenti smanjuju, tako da se popravka nekih od njih, sa jedne strane materijalno ne isplati, a sa druge strane tehnološki je prakti�no nemogu�a sem u fabri�kim uslovima. Zbog sve ve�eg stepena integracije koji se primenjuje u današnjoj proizvodnji PC ra�unara, gotovo kod svih njihovih komponenata preovladava SMD tehnologija (Surface Mounted Devices – elementi sa površinskom montažom) montaže i lemljenja elektronskih sastavnih delova. Osim toga inegrisana kola (tako�e u SMD tehnologiji) postaju sve kompleksnija i namenski pravljena za pojedine ure�aje, pa se kao takva ne mogu ni na�i na slobodnom tržištu. Uzimaju�i u obzir ove dve �injenice, broj sastavnih elemenata u PC ra�unaru koji se isplativo može popravljati na nivou pojedina�nih elektonskih komponenti se znatno smanjio. Ipak, još uvek ima prostora i potrebe za popravkama stepena za napajanje, monitora i periferijskih ure�aja kao što su štampa�i. Zato �e ovim elementima biti posve�na i naro�ita pažnja.

U svim PC ra�unarima, njihovim monitorima, svim štampa�ima, skenerima i ostalim periferijskim ure�ajima postoje takozvani impulsni (prekida�ki) stepeni za napajanje. Pošto se u svim nabrojanim ure�ajima koriste stepeni za napajanje koji rade na istom principu, i ako se zna da su kvarovi u ovim stepenima relativno �esti odnosu na ostale komponente, jasno je da je od velike koristi upoznavanje sa principima rada ovakvih stepena za napajanje i njihovog servisiranja.

Monitori za PC ra�unare još uvek imaju relativno visoku cenu, a kako se kod njih još uvek ve�inom primenjuje klasi�na tehnologija izrade, sa integrisanim kolima koja su manje više dostupna, i oni spadaju u PC komponente kojima �e biti posve�ena ve�a pažnja.

I pored sve ve�eg koriš�enja dokumenata u elektronskom obliku, još uvek je potrebno veliki broj dokumenata koristiti u papirnom obliku. Za tu namenu se najviše koriste laserski štampa�i. Kod ovih štampa�a se, pored hardverskih, javljaju kvarovi i smetnje koje su ili privremenog karaktera, ili koji se mogu relativno jedostavnom intervencijom otkloniti. Zato �e biti detaljno opisan princip njihovog rada i na�in otklanjanja nekih kvarova i smetnji.

I za ve�inu ostalih sastavnih komponenti PC ra�unara �e biti navedene mogu�e intervencije na njima. Nekim komponentama koje su veoma jeftine ili spadaju u potrošnu robu (tastature, miševi i sli�no) ne�e biti posve�ena neka pažnja, jer za to nema racionalnih razloga.

6

7

MATI�NE PLO�E

Mati�na plo�a je centralni element PC ra�unara, koji me�usobno povezuje sve ostale elemente. Koriš�enjem ovakvog koncepta ra�unara omogu�ena je jednostavna promena pojedinih komponenata koje �ine ra�unar i na taj na�in i promena (unapre�enje) njegovih karakteristika. Na slici 1 je prikazan izgled mati�ne plo�e jednog savremenog PC ra�unara sa glavnim elmemtima na njoj.

Slika 1 Izgled savremene mati�ne plo�e Mati�na plo�a se sastoji od jedne višeslojne štampane plo�e na kojoj se nalazi zalemljen veliki broj elektronskih i elektromehani�kih elemenata. Elektri�ne veze izme�u elemenata na mati�noj plo�i su izvedene tanjim ili debljim bakarnim linijama i površinama. Neki od elemenata na plo�i omogu�avaju priklju�enje ostalih elemenata ra�unara i to su razni konektori,

SLOTOVI ZA MEMORIJSKE MODULE

ATX 12V KONEKTOR

GORE: MIŠ DOLE: TASTATURA

GORE: PARALELNI PORT DOLE:

SERIJSKI PORT COM1

SPDIF KOAKSIJALNI KONEKTOR

DOLE: SPDIF OPTI�KI

KONEKTOR

USB PRIKLJU�CI

PO

DN

OŽI

JE (

SO

KE

T)

ZA

MIK

RO

PR

OC

ES

OR

AT

X K

ON

EK

TOR

ZA

NA

PA

JAN

JE

KO

NE

KT

OR

I V

EN

TILA

TOR

A

ZA

HLA�

EN

JE

�IP SET (NORTH BRIDGE)

�IP SET (SOUTH BRIDGE)

KONEKTORI ZA FLOPI I PARALELNEATA DISKOVE

BIOS �IP

KONEKTORI ZA SERIJSKE ATA DISKOVE

BATERIJA ZA CMOS MEMORIJU

PRIKLJU�CI ZA KONTROLNI PANEL

AUDIO PRIKLJU�CI: (AUDIO ULAZ, AUDIO IZLAZ, MIKROFON...)

DOLE: USB PRIKLJU�CI GORE: RJ-45 LAN PRIKLJU�AK

Mati�ne plo�e

8

podnožja (slotovi), igli�asti priklju�ci (džamperi) itd. Drugi elementi kao što su integrisana kola i ostale elektronske kompnente (kondenzatori, otpornici, diode, tranzistori i kalemovi) obezbe�uju generisanje i prenos potrebnih elektri�nih signala neophodnih za rad ra�unara.

Naveš�emo one glavne elemente na mati�noj plo�i koji su od zna�aja prilikom montaže (sklapanja) ra�unara. Pre svega, da bi mati�na plo�a uopšte radila na nju moraju da se dovedu potrebni naponi iz stepena za napajanje. Današnje mati�ne plo�e ATX formata imaju jedan ili dva konektora za priklju�enje napona za napajanje. Jedan od njih (ATX konektor) je obavezan i

Slika 2 Konektori za napajanje ima 20 pinova (slika 2) i preko njega se dovode naponi +3,3V, +5V, -5V, +12V, -12V, pomo�ni napon +5VSB, kao i signal za uklju�enje ra�unara PS-ON i signal ispravnosti napona za napajanje PW-OK (ovaj signal se naj�eš�e naziva power good i ozna�ava sa PG). Drugi konektor (ATX 12V konektor) ne postoji na svim mati�nim plo�ama. Prvi put se pojavio na novijim Pentijum 4 mati�nim plo�ama. Njime se dovodi napon +12V na deo mati�ne plo�e na kome se nalazi posebni prekida�ki stepen za napajanje i koji koriste�i taj napon proizvodi napon za napajanje jezgra mikroprocesora.

Drugi važni element je podnožje (soket) za priklju�enje mikroprocesora, prikazan na slici 3. Razni tipovi procesora imaju razli�ita podnožija (oblik, veli�ina, broj pinova, na�in u�vrš�enja hladnjaka sa ventilatorom). Generalno se može re�i da podnožje ima jedan ugao druga�iji od ostalih (jedan pin manje). Time se ozna�ava ta�an položaj procesora prilikom njegovog postavljanja u podnožje. Da bi se procesor postavio, prvo treba osloboditi i podignuti na više polugu za fiksiranje procesora, zatim paze�i na orijentaciju procesora u odnosu na podnožje, spustiti procesor da svojim pinovima upadne u podnožje i na kraju spustiti i zabraviti polugu za fiksiranje. Posle montaže procesora je neophodno montirati i hladnjak sa ventilatorom. Za razne procesore sistem montaže je razli�it i naveden je u

ATX 12V

KONEKTOR

ATX KONEKTOR

Mati�ne plo�e

9

uputstvu za mati�nu plo�u. Na kraju treba priklju�iti i konek- Slika 3 Podnožje za procesor tor za napajanje ventilatora u odgovaraju�i konektor na mati�noj plo�i.

Slede�i elementi koje treba pomenuti su slotovi za proširenja. To su konektori posebnog oblika u koje se postavljaju razne kartice za proširenje, na primer video kartica, modem, zvu�na kartica, razni kontroleri i tako dalje. Na mati�noj plo�i prikazanoj na slici 1 postoji pet PCI slotova i jedan AGP slot. Dok su PCI slotovi univerzalni, to jest mogu da prime kartice razli�itih namena, AGP slot je namenjen samo za priklju�enje grafi�ke (video) kartice. Kod starijih ra�unara su postojali i ISA slotovi za proširenja, ali su oni danas napušteni.

Za postavljanje memorijskih modula na mati�nim plo�ama postoje posebni slotovi. Njihov broj varira od 2 do 6, zavisno od toga kava je memorijska arhitrektura primenjena na mati�noj plo�i. Sa sadašnjim tipovima memorijskih modula (SDRAM i DDR) je dovoljno postaviti i samo jedan memorijski modul da bi plo�a radila, ali se �esto postavlja i ve�i broj modula (obi�no parni broj) da bi se dobila ve�a koli�ina memorije i ve�i propusni opseg memorije (dvokanalni pristup memoriji). Memorijski slotovi imaju ta�no definisani oblik (broj kontakata i posebna ispup�enja na odre�enim mestima), tako da se u njih može postaviti samo odgovaraju�i tip memorijskih modula.

Na mati�nu plo�u se preko posebnih konektora priklju�uju i razne disk jedinice: flopi disk, CD ROM, DVD ROM i hard diskovi. Konektori za ovu namenu su prikazani na slici 4.

Konektor za flopi jedinicu ima 34 pina i na njega se priklju�uje konektor sa trakastog kabla za vezu sa flopijem. U uputstvu za mati�nu plo�u je dat i raspored pinova (položaj pina 1 na konektoru), a obi�no je i na samoj mati�noj plo�i on obeležen sito štampom. Prema tom pinu treba postaviti pin 1 konektora na trakastom kablu (obi�no je žica koja je vezana za prvi pin obojena crvenom bojom). Na ve�ini mati�nih plo�a konektor za flopi jedinicu ima žljeb na plasti�nom oklopu i odlomljen pin broj 5, tako da je i fizi�ki nemogu�e pogrešno okrenuti konektor na trakastom kablu.

Uobi�ajeno je da se na mati�nim plo�ama nalaze po dva konektora za disk jedinice po paralelnom ATA standardu. To su takozvani primarni i sekundarni IDE kanali. Na svaki od ova dva konektora, koji imaju po 40 pinova, mogu se trakastim kablovima priklju�iti po dve disk jedinice (hard disk, CD ROM, DVD ROM ...). Pošto su konektori na trakastim kablovima vezani paralelno, onda se disk jedinice koje su na njih priklju�ene moraju definisati jedna kao master a druga kao slejv. To se radi posebnim kratkospojnicima na samim disk jedinicama. Kao i kod konektora za flopi jedinicu, i IDE konektori imaju ta�no odre�eni po�etak pinova (pin broj 1) koji je obi�no ozna�en na mati�noj plo�i, pa treba paziti prilikom priklju�enja trakastog kabla da se prema tom pinu postavi pin1 konektora na trakastom kablu. Pored toga, �esto je na IDE

KONEKTOR ZA DISKOVE PO PARALELNOM ATA

STANDARDU

KONEKTOR ZA FLOPI DISK JEDINICU

KONEKTOR ZA DISKOVE PO SERIJSKOM ATA

STANDARDU

Slika 4 Konektori za prklju�enje disk jedinica

Mati�ne plo�e

10

konektorima odlomljen pin broj 20, a i sam konektor ima žljeb na plasti�nom oklopu, tako da je u tom slu�aju nemogu�e pogrešno priklju�iti konektor trakastog kabla na IDE konektor.

Kod novijih mati�nih plo�a su se pojavili i konektori za priklju�enje hard diskova po serijskom ATA standardu, takozvanih SATA hard diskova. Na svaki od ovih konektora, koji imaju po 7 pinova, posebnim sedmožilnim kablom se može priklju�iti po jedan serijski ATA hard disk. U po�etku je obi�no bilo po dva ovakva konektora, ali najnovije mati�ne plo�e ih imaju i više (4 do 8 konektora). Pojavom SATA hard diskova postali su široko dostupni i takozvani RAID sitemi diskova, kod kojih se više fizi�kih diskova udružuje u jedan logi�ki disk, �ime se postiže ve�a brzina rada ili/i ve�a sigurnost snimljenih podataka.

Na prednjoj strani mati�ne plo�e se nalazi i grupa igli�astih kontakata (konektora) na koje se priklju�uju LED diode i tasteri sa kontrolnog panela na ku�ištu ra�unara, pomo�u kojih se upravlja radom ra�unara i prati njegova aktivnost.

Na zadnjoj strani mati�ne plo�e se obi�no nalazi grupa konektora preko kojih se priklju�uju spoljašnji elementi ra�unara i razni periferijski ure�aji, kao što je prikazano na slici 5. Tu u prvom redu dolaze konektori za tastaturu i miš kao standardni ulazni elementi savremenog ra�unara, zatim paralelni port preko koga se naj�eš�e priklju�uju štampa�i i jedan

Slika 5 Konektori na zadnjoj strani mati�ne plo�e

ili dva konektora za priklju�enje spoljašnjih ure�aja koji rade po serijskom standardu RS232 (COM1 i COM 2). Danas su, pored nabrojanih konektora, kao standard prihva�eni i takozvani USB konektori (ima ih najmanje dva), koji omogu�avaju priklju�enje velikog broja spoljašnjih ure�aja na univerzalu serijsku magistralu (USB – Universal Serial Bus). Tako�e ve�ina savremenih mati�nih plo�a na sebi sadrži integrisane mrežnu i zvu�nu karticu, pa se u ovoj grupi konektora nalaze i RJ-45 konektori za priklju�ak mrežnih kablova i više �in� konektora za razne audio ulazne i izlazne priklju�ke. Skuplje i bolje mati�ne plo�e mogu imati i dodatne konektore, na primer SPDIF (Sony/Philips Digital InterFace) izlazne koaksijalne i opti�ke audio konektore preko kojih se priklju�uju digitalni ure�aji za reprodukciju zvuka. Kako postoji veliki broj izlazno/ulaznih priklju�aka, za neke od njh �esto nema mesta za posebni konektor na zadnjoj ivici mati�ne plo�e. U tom slu�aju se ti priklju�ci završavaju igli�astim kontaktima (konektorima) na mati�noj plo�i, pa se odatle spajaju trakastim kablovima na konektore na zadnjoj ili prednjoj strani ku�išta ra�unara. Tako se �esto spajaju dodatni USB priklju�ci, audio priklju�ci izvedeni na prednju stranu ku�išta ra�unara i priklju�ci za povezivanje periferija preko infracrvenih zraka. Pored ovih igli�astih konektora, na mati�nim plo�ama postoje i manje grupe igli�astih kontakata, pomo�u kojih se koriš�enjem odgovaraju�ih kratkospojnika mogu podešavati neki od parametara bitnih za rad mati�ne plo�e, a koji zavise od koriš�enih elemenata, naj�eš�e od tipa i brzine mikroprocesora. Ovi parametri se kod nekih mati�nih plo�a umesto kratkospojnicima (džamperima), podešavaju pomo�u posebnih mikroprekida�a (do 8 prekida�a grupisanih u jedno ku�ište). Me�utim, ova dva na�ina podešavanja mati�nih plo�a su danas znatno prore�ena, pošto se sve više koristi softverski na�in podešavanja, pomo�u odgovaraju�ih opcija u okviru Setap programa iz BIOS-a, a �esto Setap program automatski detektuje tip procesora i prema njemu podesi potrebne parametre.

Mati�ne plo�e

11

Važan element na mati�noj plo�i je i baterija za napajanje CMOS memorije u kojoj se �uvaju podaci o konfiguraciji ra�unara. Te podatke unosimo koriste�i Setap program prilikom prvog uklju�enja ra�unara, a zatim se uz pomo� baterije oni �uvaju u CMOS memoriji i kad je ra�unar isklju�en, tako da ih pri slede�im uklju�enjima nije potrebno ponovo unositi. Nekada su se koristile nikl-kadmijumske baterije koje su se dopunjavale tokom rada raunara. Danas se na mati�nim plo�ama upotrebljavaju litijumske baterije koje se ne dopunjavaju tokom rada ra�nara, ali zahvaljuju�i izuzetno maloj potrošnji CMOS memorije, traju vrlo dugo. Ako ra�unar posle dužeg vremena po�ne da gubi sadržaj CMOS memorije, takve baterije se jednostavno zamene novim, s tim da se posle toga mora ponovo pro�i kroz Setap i uneti potrebne podatke.

Slika 6 Blok šema mati�ne plo�e

Mati�ne plo�e

12

Pored nabrojanih konektora i priklju�aka, na mati�noj plo�i se nalazi i veliki broj elektronskih elemenata. Najzna�ajniji od njih su razna integrisana kola, od kojih su najvažnija dva kola koja sa�injavaju takozvani �ip-set (skup �ipova). Zadatak �ip seta je da omogu�i me�usobnu komunikaciju izme�u prakti�no svih delova ra�unara, tako da se on može posmatrati kao srce mati�ne plo�e.

Na slici 6 je prikazana blok šema mati�ne plo�e sa slike 1. Sa slike 6 se vidi da se �ip set sastoji od dva integrisana kola. Prvo kolo ima nazive severni most (north bridge) ili MCH – Memory Controller Hub, a drugo južni most (south bridge) ili ICH – Input/output Controller Hub. Severni most (North Bridge) ima �etiri pristupa. Sa njegove gornje strane (na blok šemi na slici 6) je preko procesorske magistrale (FSB – Front Side Bus) priklju�en mikroprocesor, sa desne strane su preko memorijske magistrale priklju�ena podnožja za memorijske module, sa leve strane je priklju�en AGP slot u koji se postavlja video kartica, i na kraju, sa njegove donje strane je izvedena veza prema južnom mostu. Vidimo da su na severni most priklju�ene jedinice koje zahtevaju veliki propusni opseg (memorija i AGP port) i koje su zbog toga veoma blizu mikroprocesora. Na južni most (South Bridge) su priklju�ene ulazno/izlazne jedinice koje su po svojoj prirodi sporije od memorije i AGP porta, pa su zato i mogle biti udaljene od procesora. Na blok šemi uo�avamo da su te jedinice razni kontroleri (IDE kontroler za paralelne ATA diskove, kontroler za tastaturu, miša, paralelne i serijske portove, kontroler za zvuk, kao i PCI i USB slotovi i konektori koji su preko istoimenih magistrala priklju�eni na južni most. Preko PCI magistrale su priklju�eni i kontroler za serijske ATA diskove i mrežni kontroler. Treba napomenuti da je ovo samo jedan od sve ve�eg broja �ip setova, tako da drugi �ip setovi mogu imati i druga�iju arhitekturu, mada te razlike nisu suštinske prirode, ve� se više svode na na�in prilklju�enja ulazno/izlaznih jedinica na južni most. Zbog svoje kompleksnosti severni most u okviru �ip seta obavezno ima i hladnjak, a nekada i sopstveni ventilator koji obezbe�uje potrebno hla�enje. Južni most je jednostavnije konstrukcije i obi�no ne zahteva hladnjak na sebi. Kako i integrisana kola u okviru �ip seta, tako i ostala integrisana kola na mati�noj plo�i nisu predvi�ena za zamenu, pošto su fiksno zalemljena na štampanu plo�u. Neka od tih integrisanih kola predstavljaju kontrolere za razne ulazno/izlazne jedinice, neka obezbe�uju potrebne napone napajanja za mikroprocesor, memorijske module i AGP port, a neka predstavljaju logi�ka kola kojima se ostvaruju potrebne veze izme�u razli�itih elemenata na mati�noj plo�i.

Ve� je re�eno da se prilikom sklapanja ra�unara mora izvršiti konfigurisanje mati�ne plo�e. Ve�ina podešavanja u okviru ovog konfigurisanja obavlja se iz Setap programa prilikom prvog uklju�enja ra�unara, ali još uvek ima mati�nih plo�a kod kojih treba ru�no podesiti neke od njih. Potrebna podešavanja su navedena u uputstvu za mati�nu plo�u koje se obavezno dobija prilikom njene nabavke. Najvažnija od njih zavise od mikroprocesora koji je primenjen na toj mati�noj plo�i. Kao prvo neophodno je podesiti napon napajanja mikroprocesora. Današnji mikroprocesori imaju dva napona napajanja. Jedan je za ulazno/izlazne jedinice, a drugi za jezgro procesora u kome se i vrše sve potrebne operacije. Dok se za prvi napon naj�eš�e koristi napon +3,3V iz stepena za napajanje, za napajanje jezgra mikroprocesora postoji na mati�noj plo�i poseban prekida�ki (impulsni) stepen za napajanje. Ovaj stepen za napajanje daje potrebni izlazni napon, �iju veli�inu treba podesiti prema upotrebljenom procesoru. Stariji mikroprocesori su imali taj napon u intervalu od 2 do 2,9V, a sadašnji mikroprocesori zbog manjeg zagrevanja imaju napon od oko 1,5V, sa tendencijom daljeg smanjivanja. Važno je podesiti ta�nu vrednost ovog napona, jer ako se postavi manja vrednost mikroprocesor ne�e pouzdano raditi, a ako se podesi ve�a vrednost, do�i �e do pregrevanja mikroprocesora što može dovesti do prekida njegovog rada, pa �ak i do trajnog ošte�enja. Drugi parametar koji je potrebno podesiti je u�estanost sistemske magistrale. Mati�ne plo�e obi�no pružaju mogu�nost izbora ove u�estanosti, pa treba izabrati u�estanost odgovaraju�u primenjenim komponentama. Na kraju treba podesiti i takozvani množilac, to jest broj sa kojim treba pomnožiti u�estanost sistemske magistrale da bi se dobila u�estanost na kojoj radi jezgro mikroprocesora. Ostala podešavanja se obi�no izvode iz Setap programa, bilo intervencijom korisnika, bilo automatski.

Mati�ne plo�e

13

Zato pre prvog uklju�enja sklopljenog ra�unara treba dobro prou�iti uputstvo koje je došlo uz mati�nu plo�u, da bi se upoznali sa potrebnim podešavanjima i na�inom njihovog izvo�enja

Mati�ne plo�e su relativno puozdane komponente savremenih PC ra�unara i retko se kvare. Zbog same tehnologije njihove izrade, to jest koriš�enih namenskih integrisanih kola visokog stepena integracije sa velikim brojem pinova (i preko 200 kod ve�ih kola) i SMD tehnike lemljenja elemenata na štampanu plo�u, male su mogu�nosti za popravak neispravne mati�ne plo�e. I pored toga, neke kvarove je mogu�e otkloniti. Re�eno je da se na mati�noj plo�i nalaze regulatori napona (prekida�ki i kontinualni) koji daju napone za napajanje jezgra mikroprocesora, memorijskih modula i AGP porta. Ako neki od tih regulatora ne daje potreban izlazni napon, mogu�e je otkriti neispravni element i onda ga zameniti nekim odgovaraju�im. Ti elementi su naj�eš�e tranzistori MOS-FET tipa, ili integrisani stabilizatori napona koje je �esto mogu�e nabaviti i relativno lako zameniti pošto imaju mali broj izvoda. Tako�e se dešava da elektrolitski kondenzatori u regulatorima napona i na njihovim izlazima izgube kapacitet, pa �ak i da im iscuri elektrolit, što može izazvati kratke spojeve izme�u pojedinih ta�aka na plo�i. Ovakvi elektrolitski kondenzatori se prepoznaju po nabubreloj izolaciji oko izvoda, ili po smanjenom ili istopljenom plasti�nom omota�u. Njihova zamena ne predstavlja problem i ako nisu izazvali dalje kvarove, velika je verovatno�a uspešne popravke.

Postoje mati�ne plo�e razli�itih karakteristika i mogu�nosti, a samim tim i cena. Pored ve� opisane plo�e koja se može smatrati kao standard jer omogu�ava najve�u fleksibilnost u upotrebi i eventualnoj nadogradnji, popularne su i takozvane integrisane mati�ne plo�e, koje na sebi sadrže integrisane sve potrebne kontrolere uklju�uju�i i video kontroler (video karticu). Takvim mati�nim plo�ama je potrebno samo dodati mikroprocesor i memoriju, naravno i disk jedinice i one su spremne za upotrebu. Na slici 7 je prikazana jedna takva mati�na plo�a.

Slika 7 Integrisana mati�na plo�a

Ova mati�na plo�a ima na sebi integrisane kontrolere za video, zvuk, mrežu, IDE disk

jedinice, flopi, serijske i paralelni port, tastaturu i miš. Od mogu�nosti za eventualnu nadogradnji na raspolaganju stoje tri PCI slota i jedan CNR slot (CNR – Communication

Mati�ne plo�e

14

Network Riser, slot u koji se može postaviti specijalna modemska kartica). Neke mati�ne plo�e su imale i AMR slot (AMR – Audio Modem Riser, slot u koji su mogle da se postave zvu�na ili modemska kartica posebnog formata), ali ovaj kao i CNR slot nisu dobili neku širu popularnost i sada se više prakti�no ne pojavljuju na novim mati�nim plo�ama.

Stariji ra�unari su imali mati�ne plo�e u AT formatu. Takve mati�ne plo�e se više ne proizvode, ali se još uvek koriste u velikom broju ra�unara, pa �emo se ukratko osvrnuti na razlike izme�u njih i današnjih plo�a u ATX formatu. Osim toga što ve�ina od njih nema na sebi ve�i broj integrisanih elemenata (zvu�nu i mrežnu karticu, USB kontroler), glavna razlika je u konektoru za priklju�ivanje napona napajanja. Ove plo�e imaju dva šestopinska konektora preko kojih se dovode naponi +5V, -5V, +12V, -12V, kao i signal ispravnosti napona za napajanje (PG - power good). Tako�e konektor za priklju�ak tastature nije PS/2 tipa kao kod ATX plo�a, ve� se koristi DIN 5 konektor. Za priklju�enje miša nema posebnog konektora, ve� se za to koristi jedan od serijskih portova (COM 1 ili COM2). Osim AT plo�a poslednje generacije, ranije plo�e nisu imale AGP port za priklju�ak video kartice, ve� se ona postavljala u jedan od PCI slotova, što je uslovljavalo slabije karakteristike video sistema. Sve AT plo�e su imale i ISA slotove za proširenje.

Kod najnovijih mati�nih plo�a, pored ve� uobi�ajenih PCI slotova za proširenje i odgovaraju�e PCI magistrale, pojavila se i nova magistrala, nazvana PCI Express. Za razliku od PCI magistrale, koja je paralelnog tipa, pošto istovremeno prenosi ve�i broj podataka (32 bita) po više paralelnih linija, PCI Express magistrala je serijskog tipa. Kod nje se prenos podataka obavlja po serijskom kanalu i to dvosmerno. Na najnovijim mati�nim plo�ama se ova magistrala pojavljujeje u dve varijante, kao PCI Express X1 i kao PCI Express X16. Prva varijanta �e u budu�nosti postepeno zamenjivati standardne PCI kartice za proširenje, a druga varijanta (PCI Express 16X) �e zameniti AGP 8X port za priklju�ivanje video kartica.

Na slici 8 je prikazan izgled PC Express slotova i to za varijante x16 i x1.

Slika 8 Izgled PCI Express slotova na mati�nim plo�ama

Memorija

15

MEMORIJA

Za rad PC ra�unara neophodna je memorija pošto se u njoj tokom rada smeštaju programi koji se izvršavaju, kao i podaci koji se tim programima obra�uju. Osnovna jedinica za veli�inu memorije je bajt. U jedan bajt memorije, koji sadrži osam bita, može da se smesti jedan ASCII karakter. U PC ra�unarima se koriste memorije veoma velikog kapaciteta, pa je bajt suviše mala i neprakti�na jedinica. Umesto nje se �eš�e koriste kilobajt (kB) i megabajt (MB), pri �emu je: 1kB = 1024 B i 1MB = 1024 kB = 1024 x 1024 B = 1048576 B.

U PC ra�unarima se koristi nekoliko vrsta memorije. Osnovna podela memorije je na ROM (Read Only Memory) – memorija koja može samo da se o�itava i RAM (Random Access Memory) – memorija sa proizvoljnim pristupom, u koju podaci mogu da se i upisuju i iz koje mogu da se i o�itavaju.

ROM MEMORIJA

ROM memorija je takva da kada se podaci jednom u nju upišu, oni se ne mogu menjati

(brisati stari i upisivati novi), ve� se mogu iz nje samo o�itavati. Vrlo važna osobina ROM memorije je ta da kada se isklju�i napajanje ra�unara, ona zadržava podatke upisane u njoj, bez obzira koliko dugo nema napona za napajanje. Zahvaljuju�i ovoj osobini ROM memorije mogu�e je i startovanje ra�unara po uklju�enju napajanja. Naime, proizvo�a� mati�ne plo�e uvek smešta na nju jedan �ip sa ROM memorijom u kojoj se pored ostalog nalazi i startni program, na �iji po�etak se po uklju�enju napajanja upu�uje mikroprocesor. Startni program se ne može smestiti u RAM memoriju, pošto je po uklju�enju napajanja ona prazna. Zato mikroprocesor uvek kre�e od memorijske adrese u ROM memoriji na kojoj je smeštan po�etak startnog programa, po�ne njegovo izvršavanje, pa onda ve� prema upisanom programu poziva i ostale programe koji omogu�avaju testiranje ispravnosti pojedinih komponenti ra�unara (POST – Power On Self Test), zatim podešavanje i definisanje tipova priklju�enih elemenata ra�unara (Setup) i na kraju poziva but (Boot) instrukcije koje zapo�inju u�itavanje operativnog sistema instaliranog na ra�unaru. Pored ovih programa u ROM memoriji se nalaze i BIOS (Basic Input Output System) programi koji upravljaju raznim hardverskim komponentama u PC ra�unaru, tako što prestavljaju vezu izme�u tih komponenata i operativnog sistema. Tokom razvoja PC ra�unara ROM memorija je prošla kroz nekoliko faza. U prvoj fazi su se koristili ROM �ipovi u koje su u fabrici prilikom proizvonje, jednom za uvek upisani podaci i nije postojala nikakva mogu�nost da se oni promene. Posle toga su se pojavili PROM (Programmable ROM) �ipovi koji se proizvode prazni, pa se zatim jednom isprogramiraju i više se ne mogu obrisati. Slede�a faza su EPROM (Erasable Programmable ROM) �ipovi koji su se programirali u posebnim ure�ajima (EPROM programatorima), ali �iji se sadržaj mogao obrisati dužim izlaganjem jakoj ultravioletnoj svetlosti. Ova vrsta �ipova se lako prepoznaje po okruglom otvoru na sredini �ipa, koji je pokriven kvarcnim staklom. Kroz taj otvor je omogu�en prolaz ultravioletne svetlosti kojom se briše sadržaj �ipa. Takvi �ipovi sa obrisanim sadržajem su se mogli ponovo programirati u EPROM programatorima, što je otvorilo mogu�nost za eventualna poboljšanja BIOS-a smeštenog u njima. Najnovija vrsta ROM memorije koja se danas i naj�eš�e primenjuje jesu EEPROM (Electrically Erasable Programable ROM) �ipovi kod kojih je mogu�nost promene podataka još više olakšana, pošto se za brisanje ne koristi ultravioletna svetlost, ve� posebno definisani elektri�ni signali koji se dovode na �ip. Kada se sadržaj �ipa obriše tim signalima, �ip se onda lako može ponovo isprogramirati. Ceo proces brisanja i ponovnog programiranja se obavlja bez va�enja �ipa sa mati�ne plo�e. Postoje namenski pravljeni programi kojima se može obrisati stari sadržaj EEPROM �ipova i zatim upisati novi sadržaj. Drugi naziv za EEPROM memoriju je i fleš (flash) memorija. Nažalost, ovu mogu�nost lakog brisanja sadržaja EEPROM memorije koriste autori raznih virusa, pa je mogu�e da se dejstvom virusa obriše BIOS program i time mati�na plo�a u�ini neupotrebljivom. Proizvo�a�i tome

Memorija

16

pokušavaju da dosko�e uvo�enjem takozvanog Dual BIOS sistema, gde postoje dva identi�na EEPROM �ipa, tako da ako jedan pretrpi bilo kakvo ošte�enje, drugi preuzima kontrolu nad ra�unarom i omogu�ava povratak ošte�enih podataka na prvi �ip.

RAM MEMORIJA

Osobina RAM memorije je da se svakom njenom bajtu može slobodno pristupiti

nezavisno od prethodne memorijske lokacije, s tim da se u nju podaci mogu i upisivati i o�itavati iz nje. Svakim upisom podatka u neku lokaciju, njen prethodni sadržaj se automatski gubi. Druga važna osobina RAM memorije je da ona podatke koji se u njoj nalaze zadržava (�uva) samo dok postoji napon napajanja na njoj. �im nestane napona napajanja, kompletan sadržaj memorije se gubi i prilikom ponovnog dolaska napona napajanja (pri slede�em uklju�enju ra�unara) ona je potuno prazna. Zbog ovakvih osobina RAM memorija je veoma pogodna za izvršavanje programa i obradu podataka. Zato se programi i podaci u�itavaju u RAM memoriju (obi�no sa hard diska) i tu ih koristi mikroprocesor izvršavaju�i u�itane programe i njima obra�uje dobijene podatke. On to može da radi samo u ovoj memoriji pa se zato RAM memorija obi�no naziva i radna memorija.

Prema na�inu izrade RAM memorija se deli na dve osnovne vrste: stati�ki RAM (SRAM) i dinami�ki RAM (DRAM). Memorijski elementi kod stati�kog RAM-a su napravljeni koriš�enjem flip-flopova, pa zahvaljuju�i tome, kada se neki podatak upiše u njih, on ostaje nepromenjen sve do slede�eg upisa u istu lokaciju ili do isklju�enja napona napajanja. Za razliku od SRAM-a, memorijski elementi kod dinami�kog RAM-a su napravljeni od minijaturnih kondenzatora, koji vremenom gube svoje naelektrisanje, pa je neophodno povremeno obnavljanje upisanih podatka. To obnavljanje se obavlja svakih nekoliko milisekundi, a taj proces se naziva osvežavanjem.

Kao posledica razli�itih tehnologija proizvodnje SRAM i DRAM memorije imaju i razli�ite karakteristike. SRAM memorija je skuplja za proizvodnju, na odre�enu površinu se može postaviti ograni�ena koli�ina memorije, ali je zato veoma brza, to jest proces upisivanja u nju i u�itavanja iz nje se brzo obavlja. DRAM memorija je jeftinija, na odre�enu površinu se može smestiti mnogo ve�a koli�ina memorije, ali je zato i desetak puta sporija od SRAM memorije. U PC ra�unarima se koriste i stati�ka i dinami�ka RAM memorija. Dinami�ka memorija se koristi kao glavna radna memorija. U nju se u�itavaju programi koje ra�unar treba da izvršava, kao i podaci koji se tim programima obra�uju. Kako je vreme pristupa memorijskim lokcijama u dinami�koj memoriji znato duže od brzine kojom mikroprocesor može da obradi dobijene podatke iz memorije, zaklju�uje se da �e mikroprocesor gubiti mnogo vremena �ekaju�i da dobije potrebne podatke iz memorije, što bi dovelo do velikog usporenja rada ra�unara. Da bi se to spre�ilo, izme�u glavne radne memorije koja je realizovana kao dinami�ki RAM i mikroprocesora se postavlja manja koli�ina znatno brže stati�ke RAM memorije. Ova memorija se naziva keš memorijom. Na mati�nim plo�ama u okviru �ip seta postoji i memorijski kontroler, koji pored ostalih poslova koje obavlja, na osnovu podatka koje je mikroprocesor zatražio, predvi�a koji �e slede�i podaci biti potrebni mikroprocesoru, pa ih iz spore dinami�ke memorije unapred prenosi u brzu stati�ku memoriju. Kada sada procesor zatraži slede�e podatke, ako se oni ve� nalaze u keš (stati�koj) memoriji, on �e ih dobiti mnogo brže nego da je morao �ekati da stignu iz dinami�ke memorije. Na taj na�in se znatno ubrzava rad ra�unara, pošto se postiže maksimalno uskla�ivanje brzina mikroprocesora i memorije. Drugi uzrok pove�anja brzine ra�unara pomo�u keš memorije je �injenica da prilikom upisa u memoriju, mikroprocesor mnogo brže preda podatke keš memoriji nego što bi to bio slu�aj sa radnom memorijom. Kada se podaci koje mikroprocesor treba da upiše u radnu memoriju, brzo prebace u keš memoriju, procesoor može da nastavi sa nekim drugim poslom, a memorijski kontroler �e podatatke iz keš memorije poslati u radnu memoriju. Naravno, memorijski kontroler ne može uvek pouzdano da predvidi koji �e podaci uskoro biti potrebni

Memorija

17

mikroprocesoru, pa u slu�aju pogrešne pretpostavke dolazi do usporenja rada ra�unara, zbog toga što se podaci isporu�uju mikroprocesoru iz spore dinami�ke memorije. Od kvaliteta (preciznosti predvi�anja) memorijskog kontrolera zavisi u velikoj meri i prose�na brzina rada ra�unara. To je ujedno i objašnjenje zašto razli�ite mati�ne plo�e sa istim mikroprocesorima i istom koli�inom memorije, mogu imati prili�no razli�ite brzinske karakteristike. Ranije je keš memorija bila smeštena na mati�noj plo�i u vidu �ipova postavljenih u odgovaraju�a podnožja, ili u vidu malih kartica, dok se danas keš memorija po pravilu nalazi ugra�ena u sam mikroprocesor, što još više poboljšava performanse ra�uanra. Pri tome postoje �ak dva nivoa keš memorije. Prvi nivo, takozvani L1 nivo je relativno mali i on se nalazi u okviru samog jezgra mikroprocesora i radi na njegovom unutrašnjem taktu. On obi�no ima dva odvojena dela. U jednom se smeštaju instrukcije koje bi procesor trebao da izvrši, a u drugom podaci koje bi trebao da obradi. Drugi nivo keš memorije (L2 nivo) ima znatno ve�u koli�inu memorije, smešten je u ulazno-izlaznom delu mikroprocesora, i zavisno od konstrukcije samog mikroprocesora može da radi i sa manjom u�estanosti takta.

U PC ra�unarima postoji još jedan tip memorije koji po svojoj prirodi spada u RAM memoriju, ali se prakt�no koristi kao neka vrsta ROM memorije, kojoj se sadržaj može povremeno menjati. To je takozvana CMOS memorija ili CMOS RAM. U ovu memoriju se smeštaju podešavanja pojedinih komponenata ra�unara, koje korisnik može da izabere prilikom uklju�enja ra�unara. Da ne bi bilo potrebno prilikom svakog uklju�enja ra�unara ponovo podešavati iste parametre, koristi se CMOS memorija koja i posle isklju�enja ra�unara zadržava svoj sadržaj zahvaljuju�i maloj bateriji koja se nalazi montirana na mati�noj plo�i. Ta baterija omogu�ava da CMOS RAM zadrži svoj sadržaj veoma dugo i posle isklju�enja ra�unara, pošto je potrošnja ovog tipa memorije minimalna. Prema tome, podešavanja koje korisnik ra�unara obavlja koriš�enjem Setapa se smeštaju u CMOS RAM, gde se �uvaju, s tim da se mogu vrlo lako po potrebi promeniti.

Kao radna memorija u PC ra�unarima se, kao što je ve� re�eno, koristi dinami�ka RAM memorija. Tokom razvoja PC ra�unara, promenilo se nekoliko generacija ovog tipa memorije. U po�etku je memorija bila u obliku �ipova koji su bili zalemljeni na štampanu plo�u, ili su postavljani u odgovaraju�a podnožja. Ubrzo sa porastom potrebne koli�ine memorije, ovakav na�in realizacije radne memorije je postao jako neprakti�an jer je zahtevao veliki prostor na mati�noj plo�i. Zato se prešlo na koriš�enje memorijskih modula, malih štampanih plo�ica na kojima su bili zalemljeni memorijski �ipovi. Moduli na donjoj ivici imaju ivi�ni konektor koji ulazi u za to predvi�en konektor na mati�noj plo�i nazvan memorijski slot. Prvi memorijski moduli moduli su imali 30, a ubrzo i 72 pina na ivi�nom konektoru. To su takozvani SIMM moduli (Single In-line Memory Module). Takvo ime dolazi od toga što su pinovi na ivi�nom konektoru koji se nalaze jedan iznad drugog bili elektri�ki kratko spojeni (povezani), tako da su zajedno predstavljali samo po jedan pin, odnosno duž ivi�nog konektora postoji samo jedan niz kontakata. Kod prvih Pentijum ra�unara moralo se postavljati paran broj SIMM modula od 72 pina, pošto su oni 32 bitni, a Pentijum procesori imaju 64 bitnu magistralu podataka. Kapacitet SIMM modula se kretao od 256 kB do 16 MB (moduli sa 30 pina), odnosno 1 do 128 MB (moduli sa 72 pina). Postoji nekoliko generacija SIMM modula (FPM, EDO), koje su promenama u organizaciji pristupa memoriji omogu�avali ve�e brzine memorije, a time i brži rad ra�uanra.

Zatim su se pojavili DIMM moduli (Dual In-line Memory Module). Kod njih ne postoji direktna elektri�na veza izme�u pinova koji se nalaze jedan iznad drugog na ivi�nom konektoru, tako da duž samog konektora postoje dva reda kontakata. Ukupan broj kontakata na modulu iznosi 168. Kod DIMM memorijkih modula se koristi tehnologija SDRAM (Syncronous Dynamic RAM), kod koje memorija radi sinhrono sa brzinom sistemske magistrale mati�ne plo�e. Ovi moduli su bili 64 bitni, tako da je bilo dovoljno postaviti samo jedan modul na mati�nu plo�u Pentijum ra�unara da bi on radio. Izgled jenog ovakvog memorijskog modula je prikazan na slici 8. Kao što se sa te slike vidi, SDRAM memorijski moduli imaju po dva

Memorija

18

udubljenja duž ivi�nog konektora. Ta udubljenja se prilikom postavljanja modula na mati�nu plo�u, postavljaju prema odgovaraju�im ispup�enjima na memorijskom slotu, tako da je osigurano ispravno postavljanje modula u slot, to jest ne može se pogrešno okrenuti modul. Tako�e je položaj udubljenja odre�ivao i tehnološku generaciju modula (napon napajanja, koriš�eni baferi ili ne i tako dalje). Najrasprostranjeniji SDRAM moduli se napajaju naponom +3,3 V. Moduli mogu da sadrže integrisana kola samo sa jedne strane plo�ice ili sa obe njene

Slika 9 SDRAM memorijski modul strane. Zato se razlikuju jednostrani i dvostrani moduli, a samim tim i maksimalni memorijski kapaciteti, koji iznose od 32 do 256 MB. Na slici 9 se pored osam memorijskih �ipova vidi i jedan mali �ip. To je takozvani SPD (Serial Presence Detect) �ip. To je mala fleš memorija u kojoj je proizvo�a� modula upisao podatke o njegovim karakteristikama. Podatke iz ove memorije koristi Setap program prilikom konfigurisanja ra�unara, da automatski podesi parametre koji odgovaraju primenjenom memorijskom modulu. Danas se gotovo isklju�ivo koriste DDR SDRAM (Double Data Rate Synchrounus DRAM) memorijski moduli ili kra�e DDR moduli. Principska razlika izme�u obi�nih i DDR modula je u tome što obi�ni moduli obavljaju jednu operaciju tokom jednog takt impulsa. DDR moduli tokom jednog takt impulsa obave dve operacije, pošto koriste obe ivice takt impulsa (i uzlaznu i silaznu), što teoretski omogu�uje dvostruko brži rad. DDR moduli imaju ukupno 184 pina i jedno udubljenje koje osigurava ispravnu orijentaciju modula prilikom njegovog postavljanja u memorijski slot na mati�noj plo�i. Napajaju se naponom od +2,5 V koji se dobija posebnim regulatorom napona na mati�noj plo�i. Na slici 10 je prikazan izgled jednog DDR SDRAM modula.

Slika 10 DDR SDRAM memorijski modul

Kapaciteti DDR memorijskih modula se kre�u od 64 MB do 1 GB. Stalna potreba za sve ve�om brzinom pristupa memoriji dovodi do novih memorijskih arhitektura. Bolje današnje mati�ne plo�e koriste�i DDR module, koriste takozvani dvokanalni pristup memoriji. Kod ovakvog rešenja memorijski kontroler u okviru �ip seta ima dva kanala po kojima može

Udubljenje za pravilnu orijentaciju

SPD �ip

SPD �ip

Udubljenja za pravilnu orijentaciju modula

Memorija

19

istovremeno da pristupa do dva bloka memorije. Time se postiže ve�i propusni opseg, a time i brži rad memorije. Da bi ovaj režim bio mogu�, moraju se memorijski moduli postavljati u parovima, dakle na mati�noj plo�i mora biti 2, 4, 6 ili �ak do 8 memorijskih modula. Memorijski moduli u okviru jednog para moraju imati jednake karakteristike.

Na slici 11 je prikazan na�in postavljanja jednog memorijskog modula (u slu�aju na slici se radi o DDR modulu) u memorijsko podnožje (slot) na mati�noj plo�i.

Slika 11 Postavljanje memorijskog modula u podnožje na mati�noj plo�i To se postiže na slede�i na�in:

• Plasti�ni jezi�ci na podnožju za memorijske module na mati�noj plo�i se otvore u stranu.

• Memorijski modul se postavi iznad podnožja, tako da se udubljenja na njemu poravnata sa ispup�enjima na podnožju.

• Memorijski modul se pritisne na dole, tako da upadne u podnožje, a plasti�ni jezi�ci se zabrave u polukružne useke na bo�nim ivicama modula.

Pored uobi�ajene DDR memorije koja je danas u najširoj upotrebi, pojavljuje se i njena

nova varijanta, nazvana DDR2 memorija. Za razliku od DDR memorijskih modula, koji se napajaju naponom od 2,5V i imaju 184 izvoda (pinova), DDR2 memorijski moduli se napajaju naponom od 1,8V (dobija se posebnim regulatorom napona na mati�noj plo�i) i imaju 240 izvoda (pinova). Iz ovih podataka se vidi da DDR2 i DDR memorijski moduli nisu me�usobno kompatibilni, pa se prema tome i ne mogu zamenjivati jedan drugim. Suštinska razlika izme�u DDR i DDR2 memorije je u arhitekturi memorijskih �ipova, koja kod DDR2 �ipova omogu�ava ve�u stabilnost signala podataka, što daje mogu�nost za više u�estanosti radnog takta, a time i za ve�i propusni opseg, odnosno brži rad. Tako�e je kod DDR2 memorijskih modula potrošnja elektri�ne energije skoro za 30% manja nego kod DDR modula.

Plasti�ni jezi�ci

Ispup�enje

Memorija

20

Mikroprocesori

21

MIKROPROCESORI

Osnovni element svakog ra�unara je mikroprocesor ili centralna procesorska jedinica (Central Processing Unit – CPU). Mikroprocesor je realizovan u vidu jednog integrisanog kola i u njemu se obavlja najve�i broj operacija tokom rada ra�unara. Te operacije se obavljaju koriste�i podesno ure�en skup komandi (instrukcija), odnosno program (software).

Mikroprocesor se u principu može podeliti na �etiri glavna elementa, koja su šematski prikazana na slici 12. Ti elementi su:

Slika 12 Osnovni elementi mikroprocesora

1. Adresna jedinica (Address Unit) koja ima zadatak da upravlja pristupom memoriji i njenom zaštitom. Na primer ona proverava da li je dozvoljen pristup odre�enoj zoni memorije, što može da bude izuzetno zna�ajno u multitasking okruženjima.

2. Jedinica magistrala ili ulazno izlazna jedinica (BUS Unit) predstavlja mesto preko koga se mikroprocesor povezuje sa spoljašnjim svetom, to jest prima i šalje podatke. Ova jedinica tako�e pristupa instrukcijama koje se nalaze u memoriji.

3. Instrukcijska jedinica (Istruction Unit) prihvata instrukcije koje dolaze iz jedinice magistrala i dekoduje ih (prepoznaje ih), pa ih u odgovaraju�em formatu šalje u izvršnu jedinicu.

4. Izvršna jedinica (Execution Unit) je srce mikroprocesora. Ona se, kao što se sa slike 12 vidi, sastoji od tri glavna dela:

• Aritmeti�ka i logi�ka jedinica (Arithmetic and Logical Unit) – ALU. U ovoj jedinici se obavljaju operacije koje su zadane instrukcijom.

• Skup registara. Uloga registara je da privremeno sa�uva podatke koji su potrebni da bi se obavila zadata instrukcija. Broj registara, njhova vrsta i veli�ina (broj bitova) je razli�ita kod razli�itih mikroprocesora. Veli�ina registara odre�uje bitnost procesora. Kada se kaže da je, na primer, Pentijum procesor 32-bitni, to zna�i da njegovi registri imaju veli�inu od 32 bita.

• Mikrokod je blok u kome se nalazi skup instrukcija i tabela na osnovnom nivou koje kontrolišu i odre�uju rad samog mikroprocesora.

Mikroprocesori

22

Mikroprocesori komuniciraju sa spoljašnjim svetom preko grupa elektri�nih signala, koje se nazivaju magistralama. Magistrala je grupa elektri�nih signala koji prenose istu vrstu informacija, na primer adrese, podatke i tako dalje. Uopšteno re�eno, postoje nekoliko magistrala kod mikroprocesora, i to:

• Adresna magistrala, koja definiše memorijsku lokaciju kojoj procesor treba da

pristupi. • Magistrala podataka se koristi za predaju i prijem podataka (za o�itavanje sadržaja

memorije ili za upisivanje rezultata operacije). Današnji Intel Pentijum i AMD Athlon procesori imaju 64-bitnu magistralu podataka, što opet ne zna�i da su oni 64-bitni, ve� pošto su im registri širine 32 bita, oni su 32-bitni.

• Kontrolna magistrala definiše vrstu pristupa i smer prenosa podataka (R/W o�itavanje/upis). Ova magistrala tako�e omogu�ava periferijskim ure�ajima da komuniciraju sa mikroprocesorom. Koriste�i kontrolnu magistralu, periferijski ure�aji mogu da prekinu trenutni posao mikroprocesora i da ga angažuju za svoje potrebe. Na primer, prilikom svakog pritiska na bilo koji taster na tastaturi, kontroler tastature preko kontrolne magistrale zaustavlja rad mikroprocesora i predaje mu kod pritisnutog tastera. Kada mikroprocesor prihvati taj kod i obradi ga, on se vra�a svom prethodnom poslu. Odre�ena linija kontrolne magistrale tako�e definiše da li mikroprocesor pristupa memoriji ili ulazno/izlaznim ure�ajima (M)/(I/O). Kada mikroprocesor pristupa memoriji, READY linija kontrolne magistrale ozna�ava kada su podaci spremni na magistrali za ciklus o�itavanja ili upisivanja. Preko ove magistrale se dovode i takt impulsi koji odre�uju i trajanje svake operacije koja se izvodi u mikroprocesoru, a time i brzinu rada samog mikroprocesora.

Da bi se sagledao na�in funkcionisanja mikroprocesora, potrebno je objasniti kako se

informacije prenose u mikroprocesor i iz mikroprocesora. Naravno da se informacije kre�u preko odgovaraju�ih magistrala. Kada mikroprocesor treba da zatraži neku instrukciju, adresna jedinica postavi na adresnu magistralu adresu na kojoj se nalazi potrebna instrukcija. R/W (Read/Write) linija na kontrolnoj magistrali dobije vrednost logi�ke jedinice. Time zapo�inje ciklus o�itavanja. O�itani podatak (instrukcija) se preko magistrale podataka dopremi u jedinicu magistrala, gde se pro�ita i prosledi u instrukcijsku jedinicu. Dobijeni podaci se u instrukcijskoj jedinici dekoduju i zatim šalju na izvršenje u izvršnu jedinicu. Dekodovana instrukcija sadrži podatke o tome koje registre mora da upotrebi izvršna jedinica, kao i da li mikroprocesor treba da pristupi memoriji da bi u nju smestio rezultat koji je dobijen izvršenjem instrukcije. Ako rezultat operacije treba da bude smešten u memoriju, izvršna jedinica prosle�uje adresu adresnoj jedinici radi kontrole (provere). Ako je pristup navedenoj adresi dozvoljen, rezultat i adresa se onda prenose u jedinicu magistrala, koja podatak i njegovu odredišnu adresu postavlja na magistralu podataka, odnosno adresnu magistralu. R/W linija na kontrolnoj magistrali dobija vredost logi�ke nule, �ime zapo�inje ciklus upisivanja u memoriju. Memorijski ure�aj koji je adresiran �e onda pro�itati podatak sa magistrale podataka i smestiti ga u memorijsku lokaciju definisanu adresom na adresnoj magistrali.

Blok šema mikroprocesora prikazana na slici 11 je opšta i na njoj se zasnivaju svi mikroprocesori. Kako su zahtevi za performansama PC ra�unara vremenom sve više rasli, to su se i mikroprocesori razvijali i poboljšavali, pa su osim osnovnih elemenata sa slike 12, dobijali i dodatne mogu�nosti i funkcije. Prvo proširenje funkcija mikroprocesora sa slike 12 se odnosi na dodavanje jedinice za rad sa decimalnim brojevima (Floating Point Unit). Naime, alritmeti�ko logi�ka jedinica (ALU) radi samo sa celim brojevima. U slu�aju da je potrebna obrada decimalnih brojeva, to se može izvršiti i u ALU jedinici, ali to zahteva veoma mnogo izra�unavanja a samim tim i vremena. Zato je kod prvih generacija PC ra�unara pored mikroprocsora na mati�nu plo�u bilo mogu�e postaviti i takozvani koprocesor. Koprocesor je

Mikroprocesori

23

bio zadužen za rad sa decimalnim brojevima. Po�evši od generacije 486 procesora, jedinica za rad sa decimalnim brojevima je uklju�ena u sam mikroprocesor, što je omogu�ilo znatno pove�anje brzine rada sa decimalnim brojevima.

Procesori su postajali sve brži i brži, ali ostali elelementi ra�unara nisu mogli da prate tako brzi razvoj. To se naro�ito odnosi na memoriju. Brzina RAM memorije je sve više zaostajala za brzinom mikroprocesora. Da bi se ta nesrazmera smanjila, uvedena je takozvana keš memorija. Za razliku od radne RAM memorije koja je dinami�kog tipa, keš memorija je stati�kog tipa i ima za red veli�ine (oko 10 puta) kra�e vreme pristupa. Keš memorija je postavljena izme�u mikroprocesora i radne memorije, a njenim radom je upravljao posebni keš kontroler. Ovaj kontroler je na osnovu podatka kojeg je mikroprocesor tražio iz memorije pokušavao da predvidi koji �e slede�i podatak biti potreban mikroprocesoru, pa je unapred, ne �ekaju�i zahtev, taj podatak o�itavao iz radne memorije i smeštao ga u keš memoriju. Ako je predvi�anje bilo dobro, kada mikroprocesor zatraži taj podatak, on �e ga dobiti iz keš memorije, a to �e biti desetak puta brže nego da ga je �ekao iz radne memorije. Drugi uzrok ubrzanja rada ra�unara je u tome da kada mikroprocesor treba da smesti neke podatke u memoriju, on ih predaje brzoj keš memoriji, odakle se ti podaci pod upravljanjem keš kontrolera šalju u radnu memoriju. Za to vreme je procesor slobodan da obavlja neke druge poslove. Keš memorija se prvobitno smeštala na mati�nu plo�u, ali je ve� od 486 procesora delimi�no premeštena u sam mikroprocesor. Pojavom Pentijum procesora, pojavila su se i dva nivoa keš memorije. Keš memorija prvog nivoa (L1 nivo) je smeštena u samo jezgro mikroprocesora. Ova veoma brza memorija ima relativno mali kapacitet i podeljna je na dva bloka, jedan služi za instrukcije a drugi za podatke. Ona obi�no radi na istom taktu kao i sam procesor. Keš memorija drugog nivoa (L2 nivo) ima znatno ve�i kapacitet i kod današnjih mikroprocesora je tako�e smeštena unutar samog procesorskog �ipa. Zavisno od tipa procesora, ova keš memorija može da radi na punom taktu procesora ili na nižem taktu (obi�no polovina u�estanosti takta procesora). Uvo�enjem keš memorije u sam mikoprocesor dobilo se dalje pove�anje brzine rada ra�unara, s tim da ta brzina dosta zavisi od kvaliteta keš kontrolera, odnosno od toga koliko dobro on predvi�a slede�e podatke koje �e biti potrebni mikroprocesoru, da bi mogao unapred da ih pripremi.

Kako dolaze sve novije generacije mikroprocesora sa sve boljim karakteristikama, to raste broj tranzistora u mikroprocesoru, a sa time i problemi sa potrošnjom energije i zagrevanjem tokom rada. Da bi se ti problemi smanjili teži se ka smanjenju radnih napona mikroprocesora. Smanjenjem radnih napona se dobija manja potrošnja elektri�ne energije, odnosno manja snaga koju procesor zahteva da bi normalno radio. To je naro�ito zna�ajno kod prenosnih ra�unara koji rade na baterije. Smanjenjem radnog napona se tako�e smanjuje i toplota koja se razvija tokom rada mikroprocesora, pa je potreban i manji hladnjak za procesor, a to zna�i i manje zauzetog prostora, a tako�e i duži zivotni vek samog procesora. I kona�no, ako se procesor tokom rada manje zagreva, može se lakše ubrzati pove�anjem u�estanosti radnog takta. Sve do pojave Pentijum MMX procesora, ceo procesor, dakle i jezgro i ulazno/izlazne jedinice su napajane istim naponom, prvobitno sa +5V, a zatim sa +3,3V. Takvi procesori imaju jednostruko napajanje. Od Pentijum MMX procesora pa na dalje, uvedeno je dvostruko napajanje. Kod njih se naponom +3,3V napajaju ulazno/izlazne jedinice (radi o�uvanja kompatibilnosti sa postoje�im magistralama, memorijskim modulima, �ip setom i ostalim logi�kim elementima. Za razliku od ulazno/izlaznih jedinica, samo jezgro mikroprocesora se napaja nižim naponima. Ti naponi su prvobitno bili oko 2,8V, a kod današnjih mikroprocesora su ve� spušteni na oko 1,5V, sa tendencijom daljeg smanjivanja. Na slici 12 je principski prikazan na�in priklju�ivanja takvih mikroprocesora. Sa slike se vidi da se koristi dvostruko napajanje. Jedan napon (oko 1,5V) se koristi za napajanje jezgra mikroprocesora, a drugi (3,3V) za napajanje ulazno/izlazne jedinice. Sa ulazno/izlazne jedinice preko adresne magistrale, magistrale podataka i kontrolne magistrale, mikroprocesor je povezan sa spoljašnjim elementima (mati�nom plo�om). Napon napajanja ulazno/izlazne jedinice se

Mikroprocesori

24

dobija iz stepena za napajanje (kod današnjih ATX ra�unara), dok se napon napajanja jezgra procesora dobija posebnim prekida�kim stepenom za napajanje koji je smešten na samu mati�nu plo�u. Kod Pentijum 4 ra�unara taj prekida�ki stepen se napaja naponom +12V iz stepena za napajanje ra�unara, i od tog napona se dobija napon jezgra od oko 1,5V. Noviji mikroprocesori imaju posebne izvode preko kojih se konfiguriše prekida�ki stepen za napajanje na mati�noj plo�i, koji daje napon za napajanje jezgra procesora. Kod takvih mikroprocesora nema potrebe za podešavanjem napona jezgra, jer se on automatski podešava. Me�utim, kod nekih starijih mikroprocesora, napon napajanja jezgra se mora podesiti postavljanjem odgovaraju�ih kratkospojnika na igli�astim konektorima na mati�noj plo�i, podešavanjem posebnih mikroprekida�a na mati�noj plo�i, ili podešavanjem u okviru Setap programa. Za takve mikroprocesore se mora znati ta�an napon napajanja i on se mora podesiti na jedan od tri pomenuta na�ina.

Slika 13 Priklju�enje današnjih mikroprocesora

I pored toliko smanjenog napona napajanja, savremeni mikroprocesori se dosta greju i ne bi mogli da rade bez odgovaraju�eg odvo�enja toplote proizvedene u njima. To odvo�enje toplote se postiže koriš�enjem odgovaraju�ih aluminijumskih ili bakarnih hladnjaka, koji se u�vrš�uju na gornju površinu mikroprocesora. Na vrhu hladnjaka se nalazi ventilator koji se napaja naponom +12V sa mati�ne plo�e. Ventilator omogu�ava efikasno hla�enje, a pošto je njegov ispravan rad neohodan za sigurnost mikroprocesora, obi�no se logikom na mati�noj plo�i kontroliše brzina njegovog obrtanja. U slu�aju da ta brzina padne ispod odre�ene vrednosti, ili da se ventilator �ak i zablokira, logika daje upozorenje ili u zavisnosti od na�ina podešenosti može i da obezbedi isklju�enje ra�unara.

Svi mikroprocesori preko jedne linije na kontrolnoj magistrali dobijaju takt signal (pravougaone impulse odre�ene u�estanosti). U�estanost tog takt signala je u stvari u�estanost sistemskog takta mati�ne plo�e. Samo jezgro savremenih mikroprocesora radi na znatno ve�oj u�estanosti internog takta. Ta u�estanost je odre�ena takozvanim množiocem, to jest brojem kojim treba pomnožiti u�estanost sistemske magistrale da bi se dobila interna u�estanost na kojoj radi jezgro mikroprocesoora. Kod ve�ine starijih mati�nih plo�a je postojala mogu�nost da se podešavanjem kratkospojnicima, mikroprekida�ima ili u nekoj od opcija Setap programa, podese i sistemska u�estanost mati�ne plo�e i množilac koji odre�uje internu radnu u�estanost mikroprocesora. Ve�ina današnjnih mikroprocesora ima fabri�ki fiksiran množilac, tako da nema potrebe za njegovim podešavanjem. Time se spre�avaju pokušaji da se mikroprocesor

3,3 V

1,5 V

JEZGRO

ULAZNO/IZLAZNA JEDINICA

ADRESNA MAGISTRALA

MAGISTRALA PODATAKA

KONTROLNA MAGISTRALA

Mikroprocesori

25

natera da radi na višoj u�estanosti radnog takta nego što je fabri�ki predvi�eno, �ime se obezbe�uje njegov stabilan rad i duži životni vek.

Tokom razvoja PC ra�unara, promenjeno je dosta generacija i tipova mikroprocesora. Broj izvoda na procesorskim �ipovima se kretao od po�etnih 40-tak, a danas kod nekih tipova prelazi i 900. Kako su se pojavljivali novi tipovi mikroprocesora, tako je rastao broj izvoda (pinova) na njima, pa su se pojavljivali i novi tipovi podnožja za priklju�enje na mati�nu plo�u. Danas se prakti�no isklju�ivo koriste mikroprocesori u obliku �ipa koji ima kvadratni oblik. Izgled jednog takvog mikroprocesora (Pentium 4) je prikazan na slici 14. Sa slike se vidi da su izvodi (pinovi) raspore�eni sa donje strane �ipa, dok je gornja strana pokrivena metalnim poklopcem preko koga se montira hladnjak sa ventilatorom. Sa donje srane, na kojoj su izvodi, u jednom uglu nedostaje jedan pin.

Slika 14 Izgled jednog mikroprocesora To je na�in za ozna�avanje po�etka brojanja izvoda, odnosno omogu�ivanja ispravne orijentacije procesora prilikom postavljanja u podnožje na mati�noj plo�i. Naime i u podnožju nedostaje jedan otvor u odgovaraju�em uglu, tako da se mikroprocesor u podnožje može postaviti samo u jednom položaju. Na�in postavljanja mikroprocesora u podnožje je prikazan na slici 15.

Slika 15 Na�in postavljanja mikroprocesora u podnožje

Posle postavljanja procesora u podnožje, potrebno je na njega montirati hladnjak sa ventilatorom. Na�in montaže hladnjaka zavisi od tipa procesora, i obi�no je opisan u uputstvu koje stiže uz mati�nu plo�u. Korisno je izme�u procesora i hladnjaka naneti tanak sloj termoprovodne paste, koja poboljšava prenošenje toplote sa procesora na hladnjak, a time obezbe�uje i njegovo bolje hla�enje. Kod ve�ine novih mati�nih plo�a, u središnjem delu

RU�ICA

1. Povu�i ru�icu u stranu

2. Podi�i ru�icu na gore

4. Spustiti ru�icu na

dole i zabraviti je 3. Orijentisati procesor i spustiti ga u podnožje

POGLED ODOZGO POGLED ODOZDO POGLED SA STRANE

Mikroprocesori

26

podnožja za mikroprocesor postoji ugra�en NTC otpornik (otpornik sa negativnim temperaturskim koeficijentom) koji se može iskoristiti za merenje temperature ku�išta mikroprocesora. Na slici 16 je prikazan hladnjak sa ventilatorom, montiran na jednom mikroprocesoru.

Slika 16 Hladnjak sa ventilatorom montiran na procesoru Današnji mikroprocesori su veoma pouzdani i retko se kvare, pod uslovom da im je

obezbe�eno odgovaraju�e hla�enje i da se ne koriste na radnim višim u�estanostima od fabri�ki predvi�enih. Ono što je korisno je aktivirati softver za nadgledanje brzine okretanja ventilatora na hladnjaku i temperature ku�išta mikroprocesora. Takav softver se �esto nalazi i u okviru BIOS-a mati�ne plo�e, a ako ga neka mati�na plo�a nema, postoji ve�i broj nezavisnih programa (na primer Hardware monitor), koji pored ostalih poslova vrlo uspešno obavljaju i ova nadgledanja i u slu�aju neke opasnosti štite mikroprocesor od ošte�enja.

Hard diskovi

27

HARD DISKOVI

Hard diskovi u ra�unarima se koriste za �uvanje (smeštaj) programa koje korisnik upotrebljava tokom trada na ra�unaru, kao i za smeštaj podataka (dokumenata) nastalih koriš�enjem pomenutih programa. Osim ove dve namene, sam PC Ra�unar koristi hard disk kao privremenu memoriju, kada mu za potrebe nekog posla zafali RAM memorija.

Fizi�ki satav hard diska sa njegovim glavnim elementima je prikazan na slici 17.

Slika 17 Konstrukcija hard diska

Glavni elementi hard diska su jedna ili više okruglih plo�a od nemagnetnog materijala, koje su vezane zajedni�kom osovinom. Plo�e su sa obe svoje strane prevu�ene tankim slojem magnetnog materijala, na koji se upisuju podaci i sa kojeg se kasnije, kada su potrebni, o�itavaju. Iznad obe strane svake plo�e nalaze se glave za �itanje i upisivanje podataka. Glave su smeštene na specijalnim ru�icama (aktuatorima), koje se nalaze na zajedni�koj osovini, tako da se istovremeno pokre�u i menjaju svoj položaj od ivice plo�a pa skoro do njihovog centra. Svi mehani�ki elementi hard diska (plo�e sa osovinom i motorom, ru�ice koje nose glave za snimanje i �itanje sa mehanizmom za njihovo pokretanje) su hermeti�ki zarvoreni u ku�ište, kako bi se spre�ila ošte�enja osetljivih elemenata usled ne�isto�a (prašine) iz vazduha. Radom motora koji obr�e plo�e sa magnetnim materijalom, kao i radom sitema za pomeranje ru�ica sa glavama za �itanje i pisanje upravlja kontroler koji se nalazi na štampanoj plo�i smeštenoj na donjoj strani ku�išta hard diska. Kontroler na sebi, pored ostalih elemenata, ima i konektor preko koga se disk priklju�uje na ra�unar (u slu�aju savremenih PC ra�unara to priklju�ivanje se vrši na odgovaraju�e interfejse na mati�noj plo�i). Pored ovoga konektora postoji i konektor za priklju�enje napona za napajanje. Uloga kontrolera je da obezbedi stabilnu brzinu obrtanja plo�a sa magnetnim materijalom, zatim da na osnovu zahteva koji dobije sa mati�ne plo�e ra�unara, obezbedi pomeranje ru�ica sa glavama za �itanje i pisanje na ta�no odre�eno mesto, i na kraju, da u slu�aju upisivanja podataka na disk, signale koji stižu sa mati�ne plo�e obradi i pošalje u glave za snimanje kako bi bili upisani na disk, a u slu�aju o�itavanja podataka sa diska,

KEŠ MEMORIJA

KONTROLER KU�IŠTE

OSOVINA

PLO�E GLAVE ZA �ITANJE I

UPISIVANJE

Hard diskovi

28

elektri�ne signale koji se indukuju u glavama za �itanje poja�a, obradi i pošalje na mati�nu plo�u ra�unara.

Da bi se površina za smeštanje podataka na plo�ama diska racionalno iskoristila, uvedena je posebna organizacija upisa, koja je prikazana na slici 18. Osnovni elementi u toj organizaciji su staze. One su raspore�ene kao koncentri�ni krugovi na obe površine svih plo�a, po�evši od spoljnje ivice, pa prema unutrašnjosti plo�e. Zavisno od konstrukcije diska, svaka staza može da sadrži veliki broj bitova podataka, pa bi bilo neracionalno koristiti stazu kao jedini�nu veli�inu za smeštaj podataka. Da bi se to izbeglo, staze se dele na odre�en broj sektora, s tim da sektor sadrži 512 bajtova podataka. Još jedan parametar koji karakteriše organizaciju smeštaja podataka na hard disk su cilindri. Cilindar �ine staze na svim plo�ama koje se nalaze na istom polupre�niku (na istom rastojanju od centra plo�a). Sa ovakvom organizacijom se postiže racionalno iskoriš�enje površine za smeštaj podataka i obezbe�uje najbrži rad hard diska. Najmanja veli�ina prostora koji se može iskoristiti za upisivanje nekih podataka je jedan sektor. Ako su podaci koje treba upisati ve�i od jednog sektora, onda se prelazi u slede�i sektor na istoj stazi i tako dalje. Ako ni cela staza nije dovoljna za smeštaj potrebnih podataka, posle popunjavanja te staze, prelazi se na stazu sa istim brojem, koja se nalazi na suprotnoj strani iste plo�e. Ako je veli�ina podataka koje treba smestiti na disk, tolika da i posle popunjavanja istoimenih staza na jednoj plo�i svi podaci nisu snimljeni, prelazi se na istoimenu stazu na susednoj plo�i, to jest smeštanje podataka se obavlja u okviru jednog istog cilindra. Tek kada se popuni ceo cilindar, a svi podaci još uvek nisu smešteni na disk, ru�ice sa glavama za snimanje se pomeraju na slede�i cilindar, gde se nastavlja sa snimanjem. Na taj na�in je ostvareno minimalno mehani�ko pomeranje ru�ica sa glavama. Pošto je ovo pomeranje najsporija operacija u funkcionisanju hard diska, na ovaj na�in, sa minimalno mogu�im pomeranjem ru�ica, se postiže najve�a brzina upisivanja ili o�itavanja podataka. Naravno, kada se kasnije tokom rada neki sektori ili staze popune, prilikom slede�eg upisivanja podataka, kontroler �e videti da su oni zauzeti, pa �e ih presko�iti, a što može imati za posledicu prelazak na neki drugi cilindar, a to zna�i dodatno pomeranje ru�ica sa glavama, odnosno sporiji pristup tim podacima.

Radi još boljeg iskoriš�enja površine plo�a, kod savrmenih hard diskova broj sektora po stazama nije stalan, ve� se disk deli na ve�i broj zona. Broj sektora na stazama u jednoj zoni je stalan, ali u razli�itim zonama imamo i razli�it broj sektora po stazama. Pošto su dužine staza koje se nalaze bliže spoljašnjoj ivici plo�e ve�e od dužina staza koje se nalaze bliže centru plo�e, onda se u spoljašnjim stazama može smestiti više sektora nego u unutrašnjim, a to zna�i i ve�u koli�inu smeštenih podataka. Ovo je ilustrovano na slici 19, gde se vidi jednak broj sektora po stazama (levo) i znatno ve�i broj sektora u prvoj (spoljašnjoj) stazi

CILINDAR

SEKTOR

OSOVINA

STAZA

Slika 18 Parametri hard diska

SEKTOR STAZA ZONSKO UPISIVANJE PODATAKA NA DISK

Slika 19 Ravnomerno i zonsko upisivanje podataka

Hard diskovi

29

nego u poslednjoj (unutrašnjoj) stazi. I u ovom slu�aju važi da svaki sektor ima 512 bajtova, pa je jasno da se tehnikom zonskog upisivanja podataka na plo�u može posti�i znatno ve�i kapacitet diska.

Na slici 17 se vidi da na kontroleru postoji i keš memorija. Njena uloga je da uspostavi ravnotežu izme�u spore mehanike diska i znatno brže elektronike. Naime, pošto je brzina dolaska podataka koji treba da se snime na disk mnogo ve�a od same brzine upisivanja, onda se izme�u ulaznog interfejsa na disku i mehanike stavlja keš memorija. Sada kada ra�unar šalje podatke koji treba da se snime na disk, podaci se smeštaju u keš memoriju na kontroleru diska i odmah zapo�inje njihovo snimanje. Kada se svi podaci smeste u keš memoriju, mikroprocesor se osloba�a za druge poslove, a podaci iz keš memorije diska se nezavisno od mikroprocesora snimaju na disk. Na taj na�in se ubrzava rad ra�unara, jer sada mikroprocesor ne mora da �eka da se završi upisivanje podataka na disk, ve� nastavlja sa izvršavanjem programa �im sve podatke smesti u keš memoriju diska. Koriš�enjem keš memorije se ubrzava rad ra�unara i prilikom u�itavanja podataka sa diska. Kada se sa površine plo�e o�ita jedan blok podataka i smesti u keš memoriju, kontroler u�itava i naredne blokove podataka u istu memoriju u nadi da �e uskoro i oni zatrebati mikroprocesoru. Ako je to predvi�anje bilo dobro, onda �e mikroprocesor te podatke dobiti mnogo brže iz keš memorije, nego da je morao �ekati da se oni o�itaju sa plo�a diska.

Naponi za napajanje hard diskova i uopšte EIDE disk jedinica se dovode iz stepena za napajanje ra�unara jednim �etvoropinskim konektorom, na kome postoje naponi +5 i +12 V i dva pina za masu. Konektor za priklju�ak napajanja je tako napravljen da se ne može pogrešno priklju�iti.

Ve� je pomenuto da se za priklju�enje hard diska na mati�nu plo�u koristi neki interfejs. U današnjim ra�unarima se naj�eš�e koristi takozvani EIDE (Enhanced Integrated Drive Electronics) interfejs, koji predstavlja poboljšanu verziju prvobitnog IDE interfejsa. Drugi naziv za ovaj interfejs je ATA (Advanced Tecnology Attachment). Do skora je u isklju�ivoj upotrebi bio paralelni ATA interfejs (interfejs kod koga se u jednom trenutku preko više paralelnih linija istovremeno šalje ve�i broj bitova podataka). Na mati�nim plo�ama PC ra�unara se po pravilu nalaze dva konektora za disk jedinice sa paralelnim ATA interfejsom. Prvi konektor predstavlja primarnu, a drugi sekundarnu IDE granu. Na svaku od tih grana se mogu priklju�iti po dve disk jedinice (hard disk, CD ROM drajv, DVD drajv). Samo priklju�enje se obavlja trakastim (flet) kablom prikazanim na slici 20.

Ovaj kabl ima 3 konektora sa po 40 pinova. Svi pinovi sa istim brojem su me�usobno

povezani jednom žilom kabla, tako da je broj žila u kablu tako�e 40. Kod novijih diskova je broj žila u kablu pove�an na 80, tako što je izme�u svake dve prvobitne žile uba�ena još po jedna žila koja je vezana na masu. Na taj na�in se postiže ve�e razdvajanje izme�u pojedinih elektri�nih signala koji se prenose kablom, to jest smanjuju se me�usobni uticaji izme�u tih

Slika 20 Kabl za priklju�enje EIDE

Hard diskovi

30

signala. Zahvaljuju�i tome može se ostvariti brži prenos signala kroz interfejs (Ultra ATA/66 i Ultra ATA/100 standardi).

Pošto su pinovi sa istim brojevima na konektorima spojeni zajedno, mora se napraviti razlika izme�u dve disk jedinice koje su priklju�ene na isti kabl. Jedna od tih jedinica se definiše kao master, a druga kao slejv. To definisanje jedinica se obavlja spajanjem kratkospojnika (džampera) na igli�aste konektore koji postoje na disk jedinicama. Na svakoj disk jedinici postoje ovi konektori i obeležen je na�in postavljanja kratkospojnika da bi jedinica radila kao master ili slejv. Na slici 21 je prikazan zadnji deo jednog tipi�nog hard diska, tako da se vide konektor za priklju�ak trakastog kabla za paralelni ATA interfejs, konektor za priklju�ak kabla za dovod napajanja i igli�asti konektor za postavljanje kratkospojnika kojima se koonfiguriše hard disk. Ako u ra�unaru imamo samo jedan hard disk, njega treba priklju�iti na primarnu IDE granu i konfigurisati ga kao single ili master. U slu�aju da se na istu granu spajaju dve disk

Slika 21 Konektori na hard disku jedinice, jedna se konfiguriše kao master, a druga kao slejv. Postoji još jedan na�in za spajanje dve disk jedinice na jednu IDE granu. To je takozvani cable select na�in definisanja disk jedinica. U ovom slu�aju se na obe disk jedinice kratkospojnici postavljaju u položaj cable select, a razlika izme�u njih se postiže tako što na trakastom kablu, izme�u dva konektora koja se priklju�uju na disk jedinice postoji prekid u žili broj 28. Ovaj na�in se �eš�e koristi kod brand name ra�unara, dok se kod kod nas uobi�ajenih ra�unara �eš�e koristi master – slejv na�in definisanja disk jedinica.

Pored disk jedinica po paralelnom ATA standardu koje su i dalje u najširoj upotrebi, sve više se koriste i hard diskovi po serijskom ATA standardu (takozvani SATA diskovi). Kod ove vrste diskova podaci se prenose serijski, bit po bit, a ne istovremeno više bitova kako je to kod paralelnih ATA diskova. Zahvaljuju�i tome veza izme�u mati�ne plo�e i hard diska je ostvarena sedmožilnim kablom, koji je znatno uži nego trakasti kabl za PATA diskove, pa samim tim i manje ometa strujanje vazduha kroz ku�ište ra�unara, a time se dobija bolje hla�enje komponenata ra�unara. Pored toga SATA interfejs obezbe�uje ve�u brzinu prenosa podataka izme�u diska i mati�ne plo�e. Kod SATA diskova nema potrebe za definisanjem diska kao master ili slejv, pošto se na svaki SATA konektor na mati�noj plo�i može priklju�iti samo jedan hard disk. Na slici 22 je prikazan kabl kojim se SATA hard disk priklju�uje na mati�nu plo�u.

Konektori za napajanje

Konektor za priklju�enje IDE kabla

Konektor za definisanje diska (master-slejv)

Hard diskovi

31

Slika 22. Kabl za priklju�enje SATA hard diska na mati�nu plo�u Neki SATA diskovi nemaju standardne konektore za priklju�enje napajanja, pa se za njih

koriste posebni adapteri. Jedan takav adapter je prikazan na slici 23.

Slika 23 Kabl sa konektorima za dovod napajanja na SATA hard diskove Pojavom SATA diskova postali su široko dostupni i takozvani RAID (Redundant Arrays

of Independent Disks) sistemi hard diskova. Kod ovog sistema se više diskova (naj�eš�e dva) kombinuje u jednu logi�ku jedinicu. Ovim se dobija brži rad diska ili ve�a sigurnost snimljenih podataka (otpornost na greške diska). Ova ve�a sigurnost se dobija redudantnim upisivanjem podataka na dva diska, tako da ako jedan disk otkaže, kopija podataka se može dobiti sa drugog diska. Svi pojedina�ni diskovi iz niza se nazivaju �lanovi niza. Informacije o konfiguraciji svakog �lana niza se zapisuju u jednom rezervisanom sektoru na disku, koji identifikuje disk kao �lana niza. Sve diskove koji su �lanovi niza, operativni sistem vidi kao jedan jedinstveni fizi�ki disk. Kombinovanje diskova u RAID nizove se može vršiti na razne na�ine, koji se uobi�ajeno nazivaju RAID nivoima. Razni RAID nivoi imaju razli�ite nivoe performansi, sigurnosti podataka i cene. U PC ra�unarima se naj�eš�e koriste nivoi RAID 0 i RAID 1.

Na konektoru koji se priklju�uje na hard disk se nalazi zaštitnik od prašine, koga treba skinuti pre priklju�enja na disk.

Konektor koji se priklju�uje na mati�nu plo�u

Konektor za vezu sa stepenom za napajanje

Konektori za priklju�enje napajanja na neke modele SATA hard diskova koji nemaju standardni konektor za

priklju�ak napajanja

Hard diskovi

32

U RAID 0 nivou (Striping) podaci koje treba upisati na disk se dele na manje paralelne delove, koji se istovremeno upisuju i to svaki blok na po jedan �lan niza. Tim postupkom se dobija brži rad ekvivalentnog diska. Me�utim loša strana ovog RAID nivoa je da ako jedan disk iz niza otkaže, izgubljeni su kompletni snimljeni podaci (dakle i podaci sa ispravnih �lanova niza). Kapacitet ekvivalentnog diska jednak je proizvodu broja �lanova niza i kapaciteta najmanjeg �lana iz niza. Veli�ina blokova koji se istovremeno upisuju na �lanove niza se može podešavati u opsegu od 4 do 64 kB. Kod RAID 1 nivoa (Mirroring) paralelno se upisuju isti podaci na par hard diskova, odnosno paralelno se o�itavaju podaci sa oba diska. Ako jedan od diskova iz ovakvog niza otkaže, preostali ispravni disk �e nastaviti da funkcioniše. Zbog redudancije prilikom upisa podataka na �lanove niza, kapacitet ekvivalentnog diska jednak je kapacitetu najmanjeg �lana niza. Kod ovog RAID nivoa mogu�e je umesto neispravnog diska priklju�iti novi rezervni disk, koji �e se aktivirati kao potpuna zamena za disk koji je otkazao, to jest na njega �e se preneti kopija podataka sa ispravnog �lana niza. Prema tome, ako kod RAID nivoa 1 bilo koji disk otkaže, pristup podacima �e biti mogu� sve dok postoji bar jedan ispravan disk u nizu. U serverima za ra�unarske mreže, gde su zahtevi za sigurnoš�u i brzinom veoma veliki, �esto se primenjuju i drugi RAID nivoi nastali kombinacijom nivoa 0 i 1. Ovi nivoi obezbe�uju i brži pristup podacima i ve�u sigurnost zbog redudancije prilikom snimanja podataka, ali zato zahtevaju ve�i broj �lanova niza, što naravno znatno uti�e na cenu takvog ra�nara.

Pored diskova koji se zasnivaju na EIDE, odnosno ATA standardu, bilo paralelnom bilo serijskom, u PC ra�unarima koji se koriste kao serveri za ra�unske mreže se primenjuju i diskovi koji rade po SCSI (Small Computer System Interface) standardu. Ovaj standard definiše posebnu SCSI magistralu koja je preko odgovaraju�eg kontrolera vezana za ulazno izlaznu magistralu ra�unara. Kontroler se retko nalazi integrisan na mati�noj plo�i ra�unara, ve� se naj�eš�e sre�e u vidu PCI kartice koja se postavlja u PCI slot za proširenje na mati�noj plo�i. Na štampanoj plo�i kontrolera se nalazi konektor na koji se priklju�uje trakasti SCSI kabl za vezu prema unutrašnjim SCSI jedinicama (SCSI magistrala omogu�ava priklju�enje ne samo hard diskova ve� i drugih ure�aja kao što su CD ROM ure�aji, ure�aji za bekap podataka sa trakom, skeneri, Iomega i Zip drajvovi i tako dalje), kao što je to prikazano na slici 24. Na zadnjoj plo�i SCSI kontrolera (koja je u�vrš�ena na zadnju stranu ku�išta ra�unara) nalazi se poseban konektor na koji se priklju�uju spoljašnji SCSI ure�aji. Spoljašnji SCSI ure�aj obi�no ima dva konektora. Prvi konektor služi za vezu prema SCSI kontroleru, a na drugi konektor se može priklju�iti slede�i spoljašnji SCSI ure�aj. Vidimo da se na SCSI magistralu može priklju�iti više spoljašnjih i unutrašnjih SCSI ure�aja. Postoji nekoliko varijanti SCSI standarda, pa na primer uska SCSI magistrala prima do sedam ure�aja, a široka do petnaest ure�aja. Svaki SCSI ure�aj, uklju�uju�i i sam kontroler mora imati svoj jedinstveni identifikacioni broj (SCSI ID). Tako kod uskog SCSI sistema imamo ID brojeve od 0 do 7, a kod širokog od 0 do15. ID brojevi se podešavaju bilo postavljanjem kratkospojnika (džampera) na odgovaraju�e igli�aste pinove na samom SCSI ure�aju, bilo pomo�u okretnih kodnih preklopnika, koji i prikazuju izabrani ID broj. Još o jednoj stvari se mora voditi ra�una kada se ugra�uju SCSI ure�aji. Krajnji (poslednji u nizu) SCSI ure�aji, i to kako unutrašnji, tako i spoljašnji, moraju biti završeni posebnim otpornicima – terminatorima, kojima se postiže prilago�enje impedanse na linijama magistrale, a time se postiže nesmetani prolaz signala (bez izobli�enja) po magistrali. Terminatori se postavljaju u obliku posebnih konektora na kraju spoljašnje i unutrašnje grane, ili ako na završnom SCSI ure�aju postoji ugra�en terminator, on se uklju�uje posebnim kratkospojnicima.

SCSI ure�aji na sebi imaju sopstvene kontrolere koji komuniciraju sa glavnim SCSI kontrolerom, koji njima i upravlja. Ovakav koncept omogu�ava da nekoliko SCSI ure�aja može da koristi magistralu u isto vreme, a da mikroprocesor za to vreme bude slobodan da obavlja druge poslove. SCSI hard diskovi imaju bolje karakteristike od ATA diskova (brži su, imaju ve�i kapacitet, pouzdaniji su), ali se zbog ve�e cene, kao i potrebe za posebnim (skupim) kontrolerom retko koriste u ku�nim i poslovnim ra�unarima. Naj�eš�e se koriste u serverima za

Hard diskovi

33

važne ra�unarske mreže, gde je primarni faktor pouzdanost i brzina, a cena opreme nije odlu�uju�a.

Slika 24 Priklju�enje unutrašnjih SCSI ure�aja pomo�u trakastog kabla

PRIPREMA HARD DISKA ZA KORIŠ�ENJE

Pre nego što se disk može po�eti koristiti, moraju se izvršiti neke pripremne radnje koje omogu�avaju koriš�enje. Osnovna operacija je formatiranje. Postoje dve faze formatiranja. Prvo se vrši formatiranje hard diska na niskom nivou (low level formating). Ovo formatiranje obavlja proizvo�a� diska i korisnik nema potrebe da o tome brine. Tokom formatiranja na niskom nivou, plo�e diska se dele na staze i sektore. U ovoj fazi formatiranja se pored navedenog vrši i postavljanje svih bajtova na svim stazama i plo�ama na vrednost logi�ke nule. Kod sadašnjih diskova se isklju�ivo koristi tehnika zonskog upisivanja kod koje staze koje su bliže ivici plo�e imaju više sektora nego staze koje su dalje od ivice (bliže centru plo�e). Kao što je ve� re�eno, svaki hard disk dolazi iz fabrike ve� formatiran na niskom nivou i korisnik nema potrebe da to ponovo radi, pogotovo što se ovo formatiranje obavlja posebnim postupkom, koji nije svakom dostupan. Mogu�e je i da korisnik kasnije izvrši formatiranje na niskom nivou, ali u tom slu�aju teško može da postigne maksimalni kapacitet diska.

Prva operacija koju budu�i korisnik hard diska mora da obavi je definisanje particija, odnosno odvojenih delova diskova koji se sa stanovišta operativnog sistema ponašaju kao posebni diskovi. Hard disk može imati i samo jednu particiju, ali ga je racionalnije, naro�ito kod sadašnjih diskova velikog kapaciteta, podeliti na više delova.

Hard diskovi

34

Naj�eš�i slu�aj je podela diska na dve particije, od kojih je prva takozvana primarna particija, a druga produžena particija. Produžena particija se dalje može podeliti na ve�i broj logi�kih disk jedinica. Sve ovo se može obaviti pomo�u programa Fdisk. Ako je potreban ve�i broj primarnih particija (maksimalno ih može biti 4), mora s koristiti neki drugi program, na primer Partition magic.

Podelom diska na particije se omogu�ava lakša organizacija smeštanja programa i podataka na disk, a tako�e i u zavisnosti od koriš�enog operativnog sistema i bolja iskoriš�enost prostora na disku. Na primer, DOS operativni sistem koji je 16 bitni i koji koristi FAT16 sistem datoteka, može da adresira samo 216 = 65536 jedinica na disku. Pošto je najmanja jedinica koja se može adresirati jedan sektor, koji kao što je poznato ima 512 bajtova, to bi zna�ilo da bi maksimalni kapacitet hard diska bio 65536 x 512 = 33554432 bajta, odnosno 33554432/1024/1024 = 32 MB. U po�etku je u DOS operativnom sistemu maksimalna veli�ina hard diska stvarno bila ograni�ena na 32 MB. Kako su vremenom rasli zahtevi za ve�im kapacitetima diskova, uvedena je nova minimalna jedinica koju operativni sistem može adresirati na disku. Ta jedinica se naziva klaster i ona se sastoji od više uzastopnih sektora koji �ine jedan klaster. Broj sektora u klasteru može biti 2, 4, 8, 16, 32 ili 64. Sa ovako definisanom minimalnom adresibilnom jedinicom prostora na disku, maksimalni kapacitet diska iznosi 65536 x 512 x 64 = 2147483648 bajtova, odnosno 2147483648/1024/1024 = 2048 MB = 2 GB. Pri tome je veli�ina klastera 512 x 64 = 32768 bajta, odnosno 32768/1024 = 32 kB. Nedostatak ovog sistema je neracionalno koriš�enje kapaciteta hard diska u slu�aju velikog broja malih datoteka koje treba na njega snimiti. Naime, minimalni prostor koji �e zauzeti neka mala datoteka (na primer od 1 kB) iznosi jedan klaster, a to u slu�aju diska od 2 GB iznosi 32 kB. Vidimo da je u tom klasteru za smeštaj datoteke upotrebljen 1kB, dok je preostalih 31 kB izgubljeno, pošto se u tom prostoru više ništa ne može smestiti. Tako, ako na disku postoji veliki broj malih datoteka, veli�ina izgubljenog prostora na disku može dosta narasti i dosti�i i nekoliko desetina procenata od ukupnog kapaciteta diska. Iz ovoga se zaklju�uje da bi za efikasnije koriš�enje kapaciteta hard diska, trebalo da veli�ina klastera bude što manja.

Me�utim, kako su potrebni kapaciteti diskova još brže rasli, uvidelo se da je dotadašnji FAT16 sistem datoteka prevazi�en, pa je umesto njega uveden novi sitem FAT32. Kod njega je maksimalni broj klastera na jednom disku 226 = 67108864, a to je 1024 puta više nego kod FAT16 sistema. Zato su veli�ine klastera kod FAT32 sistema manje, pa se bolje koristi kapacitet diska (manji gubitak prostora na disku u slu�aju ve�eg broja malih datoteka). Pored toga, FAT32 sistem datoteka podržava i veli�ine particija ve�e od 2 GB. Do 1998 godine veli�ina particije je bila ograni�ena na 8,4 GB zbog toga što su dotadašnji BIOS-i koristili 24 bita za adresiranje klastera na disku. Tada je promenom BIOS-a (uvo�enjem proširenog prekida 13h), omogu�eno da se za adresiranje sada može koristiti 64 bita. To omogu�ava veoma velike particije koje u doglednoj budu�nosti sigurno ne�e biti prevazi�ene.

Podelom savremenih hard diskova velikih kapaciteta na particije i logi�ke diskove, obezbe�uje se minimalna veli�ina klastera, a time i bolje iskoriš�enje kapaciteta diska.

Posle izvršene podele diska na particije i eventualne logi�ke diskove, potrebno je izvršiti i formatiranje na visokom nivou tih delova diska. To formatiranje se obavlja programima koji zavise od operativnog sistema koji �e biti instaliran na konkretnoj particiji. Za naj�eš�e korišten operativni sistem Windows, formatiranje particija i logi�kih diskova se može obaviti programom Format, mada se mogu koristiti i drugi programi (disk menadžeri) koje �esto isporu�uju proizvo�a�i diskova uz svoje diskove.

Hard diskovi su elementi u PC ra�unaru koji neprestano rade dok je ra�unar uklju�en. Tokom rada oni se i zagrevaju, pa u takvim uslovima nije isklju�ena pojava njihovih otkaza i kvarova. Postoje dva tipa kvarova po na�inu njihovog nastanka.

Prvi tip kvara je hardverski kvar, kada može da otkaže mehanika diska, to jest obrtne plo�e na koje se smeštaju podaci, motor za njihovo okretanje, ru�ice sa glavama za snimanje i o�itavanje podataka i mehanizam za njihovo pokretanje, a tako�e može do�i i do kvara na

Hard diskovi

35

elektronici diska. U oba ova slu�aja (kvar mehanike ili elektronike), popravak diska u ku�nim uslovima je prakti�no nemogu�.

Drugi tip kvara hard diskova je softverski, kada zbog neke neregularnosti pri upisu ili u�itavanju podataka do�e do ošte�enja pojedinih sistemskih sektora na disku. Ti sektori omogu�avaju operativnom sistemu da prona�e potrebne datoteke koje ve� postoje na disku, kao i da na slobodna mesta na disku snimi nove datoteke. Jedan od mogu�ih uzroka softverskih kvarova na hard diskovima je i dejstvo raznih virusa. U slu�aju kvara ove prirode, �esto je mogu�e izvršiti oporavak diska koriš�enjem odgovaraju�ih softverskih alata. Tako na primer za oporavak hard diska sa operativnim sistemom Windows, može se koristiti program Scandisk, ali postoje i znatno bolji i efikasniji programi, kao što je Norton disc doctor i drugi.

36

Flopi diskovi i disketne jedinice

37

FLOPI DISKOVI I DISKETNE JEDINICE Flopi diskovi ili diskete su široko prihva�eni prenosivi medijum za snimanje podataka u PC ra�unarima. Za razliku od hard diskova, koji su fiksni delovi ra�unara i u principu se ne vade iz njega, disketu na kojoj su snimljeni neki podaci možemo izvaditi iz disketne jedinice i preneti u bilo koji drugi PC ra�unar i tu ponovo koristiti snimljene podatke.

U današnjim PC ra�unarima se koriste disketne jedinice širine 3,5 in�a. Ranije su se koristile jedinice širine 5,25 in�a, ali su one potpuno potisnute jedinicama od 3,5 in�a koje pored ve�eg kapaciteta imaju i ve�u pouzdanost.

Na priklju�ak flopi kontrolera na mati�noj plo�i ra�unara se posebnim trakastim (flet) kablom mogu priklju�iti jedna ili dve flopi jedinice. Ovaj trakasti kabl ima 34 žile i tri konektora sa po 34 pina. Ranije je trakasti kabl imao pet konektora da bi obezbedio mogu�nost priklju�enja i disketnih jedinica od 5,25 in�a, koje imaju druga�iji konektor za priklju�enje. Kako su te disketne jedinice danas napuštene, sada se isporu�uju trakasti kablovi sa samo tri konektora. Na slici 25 je prikazan izgled trakastog kabla kakav se danas koristi za priklju�enje flopi jedinica.

Slika 25 Trakasti kabl za priklju�enje flopi disk jedinica Konektor na po�etku kabla se priklju�uje na odgovaraju�i konektor na mati�noj plo�i.

Izme�u preostala dva konektora, uvrnute su žile od 10 do 16. Ako u ra�unaru imamo jednu disk jedinicu, na nju treba priklju�iti krajnji konektor sa trakastog kabla, koji se nalazi iza uvrnutog dela kabla, gledano od po�etka kabla (od konektora koji se priklju�uje na mati�nu plo�u). Tako priklju�ena disketna jedinica �e dobiti ime A. Ako u ra�unaru treba da postoje dve disketne jedinice (što je danas veoma redak slu�aj), jedinicu koja treba da bude prva (sa imenom A) treba priklju�iti na krajnji konektor trakastog kabla, a jedinicu koja treba da bude druga (sa imenom B), treba priklju�iti na srednji konektor trakastog kabla, dakle ispred uvrnutog dela kabla gledano od po�etka kabla (od konektora koji se priklju�uje na mati�nu plo�u). Na taj na�in se postiže definisanje imena disketne jedinice, bez potrebe da se na samim jedinicama bilo šta podešava. Ako iz nekog razloga ovakav raspored disketnih jedinica nije pogodan, u ve�ini BIOS-a postoji opcija kojom se softverski mogu zameniti mesta jedinica A i B. Konektori na trakastom kablu obi�no imaju osiguranje od pogrešnog priklju�enja (okretanja za 1800). Me�utim, mogu�e je nai�i na konektore koji nemaju to osiguranje. Ako se takav konektor okrene za 1800 u udnosnu na ispravni položaj, flopi disk jedinica ne�e mo�i da radi, a na njenoj prednjoj strani �e stalno svetleti LED dioda koja normalno treba da svetli samo prilikom upisa ili �itanja podataka sa diskete. Stalno svetljenje LED diode je znak da je konektor pogrešno okrenut i da ga treba postaviti u ispravan položaj.

Konektor za vezu sa flopi kontrolerom na

mati�noj plo�i

Konektor za A flopi jedinicu

Konektor za B flopi jedinicu

1. žila (crveno obojena)

10. žila

16. žila

34. žila

Flopi diskovi i disketne jedinice

38

Pored trakastog kabla kojim se prenose signali podataka i upravlja�ki signali sa i ka flopi kontrolera na mati�noj plo�i, na flopi jedinicama postoji i konektor na koji se priklju�uju potrebni naponi za napajanje. Ovaj konektor ima �etiri pina preko kojih se iz stepena za napajanje dovode naponi +5V i +12V i masa. Na slici 26 je prikazan raspored napona na ovom konektoru.

Slika 26 Raspored napona na konektoru za napajanje flopi jedinice Današnje flopi jedinice od 3,5 in�a u sebi sadrže dve glave za �itanje i pisanje, tako da

mogu da koriste obe strane diskete koja se ubacuje u jedinicu. Glave se pomeraju posebnim mehanizmom sa step motorom, tako da se mogu precizno postaviti na odre�enu stazu na disketi. Organizacija upisa podataka na diskete je sli�na kao i kod hard diskova. Naime disketa je podeljena na strane, staze i sektore. U FAT16 fajl sistemu koji se koristi u operativnom sistemu Windows i DOS, standardna disketa ima dve strane, sa po osamdeset staza na svakoj strani i sa 18 sektora po svakoj stazi. Svaki sektor sadrži, kao i kod hard diskova, po 512 bajtova, tako da ukupan kapacitet jedne diskete iznosi: 2 x 80 x 18 x 512 = 1474560 bajtova, odnosno 1474560/1024 = 1440 kB, ili 1440/1024 = 1,4MB. Postoje i diskete koje imaju kapacitet od 720 kB, kao i 2880 kB, ali su one malo rasprostranjene i retko se sre�u.

Da bi flopi disketa mogla da se koristi, mora se izvršiti njeno formatiranje. Pošto je danas naj�eš�e korišten operativni sistem Windows, proizvo�a�i disketa obi�no isporu�uju diskete koje su ve� formatirane prema FAT16 fajl sistemu, koji se koristi za rad sa disketama. Ako korisniku zatreba naknadno formatiranje diskete (to je najsigurniji na�in za brisanje sadržaja diskete), to se može obaviti pomo�u programa Format.

Disketne jedinice su danas postale toliko jeftine da se njihova eventualna poravka u slu�aju kvarova apsolutno ne isplati ni vremenski ni finansijski. Ipak, ako se povremeno teže o�itavaju fajlovi sa disketa sa kojih je to ranije bilo bez problema mogu�e, može se probati sa �iš�enjem glava za snimanje i o�itavanje. Za tu namenu postoje specijalne diskete za �iš�enje koje se ubace u disketnu jedinicu. Obrtanjem diskete u disketnoj jedinici, dolazi do trenja izme�u površina glava i naro�itih �etkica na disketi za �iš�enje, �ime se može ukloniti prašina i prljavština sa površina glava.

+5 V

GN

D

GN

D

+12

V

Video kartice

39

VIDEO KARTICE

Uloga video kartice u PC ra�unaru je da daje signal slike koja treba da se prikaže na monitoru. Monitori sa katodnom cevi, koji su danas još u velikoj ve�ini u odnosu na TFT monitore, za svoj rad zahtevaju analogne signale triju osnovnih boja: crvene, zelene i plave. Osnovna funkcija video kartice je da primi digitalne informacije o slici od procesora, zatim da ih pretvori u analogne signale triju osnovnih boja i da ih kao takve pošalje u monitor. Pored analognih signala boja, video kartica šalje u monitor digitalne signale vertikalnih i horizontalnih sinhro impulsa. Od svih komponenti u ra�unaru, video kartica je definitivno najzaposleniji deo, pošto ona neprestano šalje nove signale koje monitor treba da prikaže. U današnjim PC ra�unarima video kartice se pojavljuju u dva oblika, kao prava kartica za proširenje koja se postavlja u jedan od slotova za proširenje na mati�noj plo�i i kao integrisana kartica u okviru same mati�ne plo�e. Video kartice integrisane na mati�noj plo�i u principu imaju slabije karakteristike od samostalnih kartica, i obi�no se nalaze u jeftinijim ra�unarima namenjenim uglavnom za jednostavnije poslove. Integrisane kartice se pored toga, uvek upotrebljavaju u prenosnim lap-top ra�unarima.

Kao i mnogi drugi elementi u PC ra�unarima, video kartice u po�etnim oblicima su bile jednostavni ure�aji sa relativno malom inteligencijom. Takve starije video kartice su jednostavno samo obavljale konverziju video signala i ništa više. Sa takvim na�inom rada, mikroprocesor na mati�noj plo�i je morao da obavlja sve prora�une potrebne za prikaz svih objekata na površini ekrana monitora. Kako su PC ra�unari sve više postajali orijentisani ka grafici, zadaci koji su bili dati mikroprocesoru u vezi generisanja grafike postali su toliko veliki, da su zahtevali veliki deo njegovog vremena, tako da je za ostale poslove ostajalo sve manje vremena. To je imalo za posledicu veliko usporenje rada ra�unara pri obavljanju programa koji su bili orijentisani ka grafici. Zato se pojavila nova generacija video kartica koja u sebi sadrži posebni mikroprocesor, i danas se isklju�ivo upotrebljavaju takve video kartice. Mikroprocesor koji je ugra�en na grafi�koj kartici se naziva i video procesor. Što više poslova u procesu generisanja slike preuzme na sebe procesor na video kartici, ostatak ra�unara ima više resursa za obavljanje ostalih poslova. Mnogi programi, a naro�ito video igre zahtevaju vrlo veliku procesorsku snagu u video kartici, da bi korektno funkcionisali. Loše dizajnirane video kartice i njihovi drajveri su jedni od glavnih uzroka nestabilnosti u radu PC ra�unara.

Video kartica zajedno sa monitorom je odgovorna za kvalitet slike na ekranu monitora. Loša video kartica ili monitor može izazvati naprezanje i zamor kod korisnika.

Osnovni element bilo kog grafi�kog ekrana je piksel (pixel – picture element). Broj upotrebljenih piksela da bi se formirala cela slika se naziva rezolucijom ekrana. Rezolucija se uobi�ajeno izražava kao proizvod broja piksela po horizontali i po vertikali ekrana. Uobi�ajene rezolucije su 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 i 1280 x 1024. Ukupan broj piksela u slici se dobija jednostavnim množenjem broja piksela po horizontali i vertikali. Svaki piksel je napravljen još od manjih elemenata. To su ta�ke (dot) u tri osnovne boje: crvena, zelena i plava. Promenama intenziteta (osvetljaja) tih ta�aka, može se menjati boja svakog piksela, tako da se dobiju sve boje koje ljudsko oko može da razlikuje.

Broj promena intenziteta koji se može proizvesti na svakoj od te tri osnovne ta�ke se naziva dubinom boje. Dubina boje je odre�ena brojem bitova po pikselu, kojima se mogu izazvati te promene u intenzitetu. Na primer standardni VGA režim rada ima 16-o bojnu paletu, koja zahteva 4 bita (24 = 16) memorije po jednom pikselu. Novije video kartice podržavaju i režim prave boje (true color), koji koristi 24 ili 32 bita po pikselu. U 24-bitom true color režimu, svaki piksel može da prikaže 224 = 16.777.216 razli�itih boja, dok u 32-bitom režimu broj mogu�ih boja iznosi 232 = 4.294.967.296. Ako se zna da ljudsko oko može da razazna nešto malo više od 1.000.000.000 razli�itih boja, vidi se da 32 bitni režim daje više boja nego što oko to može da razazna, pa prema tome, samo nepotrebno troši memoriju.

Video kartice

40

Koli�ina memorije koja je potrebna da se prikaže neka slika se može izra�unati po slede�oj formuli:

(broj piksela po horizontali) x (broj piksela po horizontali) x (dubina boje[bit])

M [MB] = ------------------------------------------------------------------------------------------------ 8 x 1024 x 1024

Na primer za prikaz slike u rezoluciji 1024 x 768 u 24-bitnom režimu (true color),

potrebna je slede�a koli�ina memorije: 1024 x 768 x 24

M = ----------------------- = 2,25 MB 8 x 1024 x 1024

Može se primetiti da je kod uobi�ajenih rezolucija odnos broja piksela po horizontali i po

vertikali jednak 4:3. Ova vrednost se naziva odnos strana (aspect ratio) i obi�no iznosi upravo 4:3.

Kao što je ve� navedeno, prvobitne verzije video kartica su bile jedostavno samo posrednici izme�u procesora i monitora. Takve kartice samo uzimaju podatke u digitalnom obliku od mikroprocesora ra�unara, pa ih pretvaraju u analogni oblik i onda šalju u monitor. To se ostvaruje koriš�enjem specijalnog kola koje se naziva digitalno-analogni konvertor (Digital to Analog Converter – DAC). Ovaj koncept je bio sasvim dobar dok je na ekranu monitora prikazivan uglavnom tekst. Sa pojavom Windows operativnog sistema, mikroprocesor ra�unara je postao optere�en velikim poslom pomeranja i menjanja dimenzija prozora, prevla�enjem i postavljanjem ikona i upravljanjem velikom paletom boja. Ubrzo su takve video kartice postale usko grlo za performanse ra�unara, koje su ko�ile dalji razvoj i širenje Windowsa. Da bi smanjili optere�enje mikroprocesora, proizvo�a�i video kartica su uveli koncept ubrzanih grafi�kih kartica. Ovakve video kartice su na sebe preuzele zadatak prora�unavanja svih promena u slici na displeju. Sada ako korisnik želi da pomeri na primer neku ikonu na ekranu, mikroprocesor �e poslati jednostavnu instrukciju video kartici da pomeri tu ikonu iz ta�ke A u ta�ku B. Video kartica �e onda, koriste�i sopstveni mikroprocesor koji je ugra�en na njoj, obaviti sva izra�unavanja potrebna za željeno pomeranje ikone na ekranu. Danas prakti�no svi PC ra�unari koriste ubrzane grafi�ke kartice. Ova tehnologija se naro�ito razvila pojavom 3D (trodimenzionalnih) ubrzanih grafi�kih kartica. Ove kartice preuzimaju na sebe ogroman matemati�ki posao pretvaranja trodimenzionalne slike iz prirode, u dvodimenzionalnu sliku na ekranu.

Na slici 27 je prikazana uproš�ena blok šema jedne savremene video kartice. Na levoj strani slike je prikazan priklju�ak na AGP port, a na desnoj strani priklju�ci na VGA konektoru preko koga se priklju�uje monitor. Pored standardnih signala (analogni siganali triju osnovnih boja R, G i B i digitalnih signala horizontalnih i vertikalnih sinhro impulsa H_SYN i V_SYN), prikazani su i signali takozvanog DDC kanala (Display Data Chanel), koji uspostavlja dvosmernu komunikaciju izme�u monitora i video kartice. Ovi signali (DDC_CL – takt i DDC_DA – podaci) omogu�avaju da operativni sistem automatski prepozna tip monitora i da na osnovu njegovih karakteristika podesi režim rada video kartice.

Video kartice

41

Slika 27 Uproš�ena blok šema video kartice Na slici 28 je prikazan izgled jedne video kartice sa glavnim elementima na njoj.

Slika 28 Glavni elementi na video kartici

Kao što mati�ne plo�e sadrže sadrže posebna logi�ka kola (�ipset) koja kontolišu i

ostvaruju me�usobne veze izme�u razli�itih komponenti u ra�unaru i mikroprocesora, tako i ubrzane grafi�ke kartice sadrže sli�na logi�ka kola (�ipset). Karakteristike video �ipseta imaju direktni uticaj na performanse video kartice. �ipset na grafi�koj kartici se �esto naziva i video koprocesorom.

Današnje video kartice, koje koriste sopstvene mikroprocesore (u ovom slu�aju oni se nazivaju video procesorima, pošto se namenski prave za poslove obrade video signala), mogu se smatrati mini ra�unarima unutar samog PC ra�unara. Kao što PC ra�unar ima svoj BIOS na mati�noj plo�i, i video kartice imaju svoje BIOS programe koji upravljaju interfejsom izme�u

Video memorija zalemljena na karticu

Proširenje video memorije: Podnožja za �ipove Ili konektor za dodatnu plo�icu sa memorijom

Video procesor

SVGA konektor za priklju�enje monitora

Video BIOS

Konektor za video ulaz

RAMDAC

VGA konektor za proširenja

Konektor sa lokalnom magistralom za

periferije

DDC_CL

DDC_DA

VIDEO PROCESOR

VIDEO MEMORIJA RAMDAC

R

G

B

H_SYN

V_SYN

AGP PORT

Video kartice

42

video �ipseta i video memorije. Naravno da je video BIOS jednostavniji od BIOS-a na mati�noj plo�i, pošto su u njemu samo instrukcije koje se odnose na video funkcije. Razli�ite video kartice koje koriste isti �ipset, a razli�ite video BIOS-e, mogu imati i razli�ite karakteristike. Postoji veliki broj grafi�kih kartica koje se uglavnom me�usobno razlikuju po softveru (BIOS i drajveri), a vrlo malo u primenjenom hardveru.

Video memorija (Frame Buffer) je deo video kartice u kome se �uvaju informacije o slici koja se trenutno prikazuje na ekranu monitora. Video memorija se pravi od razli�itih tipova RAM memorije. Prednost rešenja u kome se video memorija nalazi na samoj video kartici je u tome što onda ona može biti dizajnirana i podešena za specifi�ni posao prikaza slike. Koli�ina video memorije na grafi�koj kartici direkto obra�uje maksimalnu rezoluciju slike na ekranu i dubinu boje. Kao što je napred pokazano, slika u rezoluciji 1024 x 768, sa true color dubinom boje (24 bita) zahteva 2,25 MB video memorije. Na isti na�in se može pokazati da slika u rezoluciji 1600 x 1200 sa dubinom boje od 32 bita, zahteva nešto više od 7 MB video memorije.

Informacija o slici koja treba da se prikaže se smešta u video memoriju u digitalnom obliku, kao niz jedinica i nula. Pošto tu informaciju treba proslediti u monitor, koji zahteva analogni signal, na video karticama se koristi naro�ito logi�ko kolo RAM digitalno-analogni konvertor (RAM Digital to Analog Convertor – RAMDAC). RAMDAC uzima digitalnu informaciju o slici iz video memorije, pretvara je u analogni signal, koji zatim šalje u monitor. Brzina i kvalitet RAMDAC-a imaju direktni uticaj na maksimalnu rezoluciju, dubinu boje i vertikalnu u�estanost osvežavanja slike, koje podržava video kartica.

Za realizaciju video memorije se koriste razni tipovi memorijskih �ipova. Uobi�ajeni tipovi su Video RAM (VRAM), Window RAM (WRAM), sinhroni grafi�ki RAM (SGRAM) i multi-bank DRAM (MDRAM). Standardni DRAM �ipovi koji se koriste za radnu memoriju ra�unara nisu pogodni za koriš�enje u video karticama zbog ograni�enog propusnog opsega i �injenice da video koprocesor i RAMDAC neprestano pokušavaju da istovremeno pristupe video memoriji. Gore navedeni tipovi memorijskih �ipova koji se koriste u video karticama imaju dvostruke portove za pristup, tako da memoriji istovremeno mogu da pristupaju i video koprocesor i RAMDAC. Na današnjim video karticama ima znato više memorije nego što je potrebno za prikaz slike. Ta dodatna memorija je potrebna video procesoru za rad, pošto on naro�ito u programima sa 3D grafikom ima ogromni broj izra�unavanja. Da bi ta izra�unavanja brzo obavio, potrebna mu je velika koli�ina memorije. Zato se na današnjim video karticama postavlja i preko 10 puta više memorije nego što je neophodno samo za smeštaj slike koja se prikazuje na ekranu. Na nekim video karticama može da bude i manje memorije, ali u tom slu�aju su predvi�ena podnožja za dodavanje memorijskih �ipova, kako bi u slu�aju potrebe mogla da se pove�a ukupna koli�ina memorije na kartici. Proširenje memorije na nekim video karticama se može izvršiti i pomo�u dodatne memorijske kartice koja se postavlja u za to predvi�en konektor.

Video kartice se na mati�nu plo�u priklju�uju preko slotova za proširenje. Prvobitne video kartice su koristile 8-bitne ISA slotove, a zatim se prešlo na 16-bitne ISA slotove i magistrale. Sa pojavom grafi�ki orijentisanih operativnih sistema (Windows), ove magistrale su postale suviše spore. Zato su se pojavile 32-bitne magistale, prvo VESA Local Bus (VLB), a zatim i PCI. Od ove dve magistrale je preovladala PCI magistrala, pa su dugo vremena video kartice upravo nju i koristile. PCI magistrala radi na u�estanosti takta od 33 MHz.

Kada je i PCI magistrala postala spora za sve ve�u koli�inu podataka koje je trebalo preneti u video karticu, razvijen je novi tip priklju�ka. To je takozvani ubrzani grafi�ki port (Accelerated Graphic Port – AGP). Ovo nije magistrala kao u slu�aju PCI, VLB ili ISA, koje mogu koristiti dodatne kartice raznih namena, ve� je posebno namenjen slot za proširenje, isklju�ivo namenjen za video kartice. Kao i PCI magistrala i AGP port ima 32-bitnu magistralu podataka, ali radi na duplo ve�oj u�estanosti takta, odnosno na 66 MHz. Posledica dvostruko bržeg takta je i dvostruko ve�i propusni opseg. Pošto se koristi samo za priklju�enje video kartice, AGP port ne deli svoj propusni opseg sa bilo kojim drugim ure�ajem. Druga prednost

Video kartice

43

AGP porta u odnosu na PCI magistralu je u tome što AGP port ima direktnu vezu sa sistemskom memorijom na mati�noj plo�i ra�unara.

Prvobitni AGP port je i dalje unapre�ivan pojavom AGP 2X režima, kod koga se udvostru�uje propusni opseg slanjem podataka i na uzlaznoj i na silaznoj ivici takt signala, dakle dva puta u okviru jedne periode takt signala. Posle ovog su se pojavili i AGP X4 i AGP X8 režimi, koji su ponovo udvostru�avali prenosni opseg u odnosu na prethodni režim. Zahvaljuju�i direktoj vezi sa sistemskom memorijom, kao i razvojem same sistemske memorije (pojavom DDR memorije sa dvokanalnim pristupom), došlo je do ujedna�avanja propusnih opsega AGP porta, sitemske memorije i procesorske magistrale, što je dovelo do daljeg pove�anja brzinskih karakteristika savremenih PC ra�unara.

Današnje video kartice se isklju�ivo rade kao AGP kartice i rade u režimima AGP X4 ili AGP X8. Video procesori koji se na njima koriste po svojoj kompleksnosti (broju tranzistora u njima) �esto prevazilaze i mikroprocesore na mati�nim plo�ama ra�unara. Zbog toga se i kod video procesora javlja problem odvo�enja toplote koja se neminovno razvija u njima tokom rada. Od prvobitnih pasivnih hladnjaka od rebrastog aluminijuma ili bakra, ubrzo se prešlo na aktivne hladnjake sa ventilatorima koji se napajaju naponom +12V sa same video kartice. Zbog velikih struja koje troše savremeni video procesori, na nekim video karticama se �ak mogu na�i i konektori kojima se direktno dovodi napon iz stepena za napajanje. Time se izbegavaju gubici u energiji koji nastaju zbog prelaznih otpora na kontaktima izme�u video kartice i AGP slota na mati�noj plo�i. Kao i kod mikroprocesora, tako i kod video procesora se smanjenje potrošnje energije, a time i smanjenje zagrevanja, postiže smanjenjem napona napajanja. Tako se jezgra video procesora na video karticama koje rade u režimima AGP X4 i X8, napajaju naponom od 1,5V. Ovaj napon se dobija posebnim prekida�kim stepenom za napajanje smeštenim na mati�noj plo�i ili na samoj video kartici. Savremene video kartice, pored standardnog izlaznog VGA konektora za vezu prema monitoru, imaju �esto i dodatne izlazne konektore kojima se signal iz kartice može proslediti i na druge ure�aje za reprodukciju ili snimanje video signala (TV prijemnici, video rikorderi i tako dalje). Pored izlaznih konektora, kod nekih video kartica postoje i ulazni konektori, preko kojih se u karticu može dovesti neki spoljašnji video signal, koji se u samoj kartici pomo�u namenskih programa može obra�ivati, pa zatim i reprodukovati.

Sa pojavom TFT monitora, koji imaju potpuno druga�iji na�in formiranja slike na ekranu u odnosu na dosadašnje monitore sa katodnom cevi, došlo je i do modifikacije i video kartica. Naime, TFT monitori mogu da primaju video signale u digitalnom obliku, pa prema tome nije potrebna konverzija signala slike iz digitalnog u analogni oblik na video kartici. Signal slike se može preneti u monitor u digitalnom obliku. Pošto se takvim na�inom rada izbegava postupak digitalno – analogne konverzije, u kome uvek ima po malo izobli�enja, dobija se kvalitetnija slika. Zbog ogromnog broja video kartica sa analognim VGA video izlazom, svi TFT monitori standardno imaju analogni VGA ulazni priklju�ak. Kvalitetniji monitori imaju i digitalni DVI priklju�ak. Na boljim video karticama zato, pored analognog VGA izlaznog konektora, postoji i digitalni DVI konektor, preko koga se slika u monitor šalje digitalnim signalima. Tako �e još dosta vremena na video karticama postojati i analogni i digitalni izlazni priklju�ci.

Zbog primenjene tehnologije izrade (skoro svi elementi na štamanoj plo�i su SMD tipa, koriste se integrisana kola vrlo visokog stepena integracije) popravke neispravnih savremenih video kartica su prakti�no neizvodive u našim uslovima. Ipak je potrebno s vremena na vreme prokontolisati rad ventilatora na hladnjaku video procesora i o�istiti ga od eventualno nataložene prašine, jer bi ona mogla da izazove njegovo blokiranje.

Video kartice

44

Stepeni za napajanje

45

STEPENI ZA NAPAJANJE

VRSTE STEPENA ZA NAPAJANJE

Stepen za napajanje nekog ure�aja ima zadatak da obezbedi potrebne napone za napajanje. Naj�eš�i slu�aj je da se ure�aj napaja iz mreže naizmeni�nog napona 220 V, a da je za rad njegovih sklopova potreban jedan ili više jednosmernih napona. Zadatak stepena za napajanje je da iz mrežnog napona od 220 V, obezbedi potrebne jednosmerne napone.

Postoje dva osnovna tipa stepena za napajanje: linearni (kontinualni) i prekida�ki (impulsni). Principske blok šeme ove dve vrste stepena za napajanje su prikazane na slici 29.

Linearni stepen za napajanje Prekida�ki stepen za napajanje

Slika 29 Dve osnovne vrste stepena za napajanje

Kod oba stepena za napajanje je na po�etku mrežni transformator MT, koji snižava mrežni napon na vrednost koja odgovara potrebnom jednosmernom naponu. Sekundarni naizmeni�ni napon se zatim ispravlja u grecu GR tako da se iza greca dobija jednosmerni napon koji se filtrira kondenzatorom Cf. Dobijeni jednosmerni napon je nestabilisan i njegova vrednost se menja sa promenama mrežnog napona i sa promenama struje potroša�a koji je priklju�en na taj stepen za napajanje. Da bi se od nestabilisanog jednosmernog napona dobio stabilisani, koriste se stabilizatori napona. Kod linearnog stepena za napajanje stabilizator napona sa�injavaju tranzistor TR i upravlja�ko kolo UK, a kod prekida�kog stepena za napajanje, pored tranzistora TR i upravlja�kog kola UK, stabilizator �ine i dioda D0, prigušnica L0 i kondenzator C0. Karakteristika linearnog stepena za napajanje je da na tranzistoru TR stalno postoji razlika nestabilisanog i stabilisanog napona (Uul – Uiz), zbog �ega je disipacija snage na tranzistoru velika, jer direktno zavisi od proizvoda (Uul – Uiz) x Iiz, gde je Iiz struja potroša�a. Zato tranzistor TR mora biti predvi�en za veliku snagu i mora biti montiran na veliki hladnjak. Upravlja�ko kolo UK obezbe�uje takvu polarizaciju tranzistora TR da izlazni napon Uiz bude konstantan. Za razliku od linearnog stabilizatora napona, kod prekida�kog stabilizatora, struja kroz tranzistor TR te�e u impulsima, i to tako da kada tranzistor provodi, on bude u zasi�enju. Tada je napon na njemu vrlo mali (reda oko 0,5 V), pa je i disipacija snage na njemu mala. Kada tranzistor ne provodi na njemu prakti�no nema disipacije snage. Na osnovu toga se zaklju�uje da je disipacija snage na tranzistoru u ovom slu�aju znatno manja nego kod linearnog stabilizatora, pa je samim tim potreban tranzistor manje snage i manji hladnjak za njega. Upravlja�ko kolo UK daje impulsnu pobudu tranzistoru TR, tako da se na izlazu stabilizatora, pomo�u diode D0, prigušnice L0 i kondenzatora C0, dobija jednosmerni napon koji vrlo malo osciluje oko potrebne vrednosti jednosmernog napona. Zbog potrebne velike snage u PC ra�unarima se isklju�ivo koriste prekida�ki stepeni za napajanje. Dalje smanjenje veli�ine i težine stepena za napajanje se postiže time da se mrežni napon prvo grecom GR ispravi u jednosmerni, pa se takav nestabilisani jednosmerni napon, filtriran kondenzatorom Cf, dovodi na invertorski transformator preko jednog prekida�a (prekida� je realizovan sa jednim ili dva prekida�ka tranzistora). Principska šema ovakvog

Lo

UK 220V 50Hz

MT MT

GR

Cf

TR

Uiz Uul

U220V 50Hz

MT GR

Cf Uul

Uiz

TR

Do Co

UK

Stepeni za napajanje

46

stepena za napajanje je prikazana na slici 30. Upravlja�ko kolo UK daje impulsnu pobudu tranzistoru TR, tako da kroz primar invertorskog transformatora IT te�e struja u impulsima. Zato se i u sekundaru transformatora indukuju naponski impulsi, koji se diodom D ispravljaju u jednosmerni napon i zatim filtriraju prigušnicom L i kondenzatorom C. Na taj na�in se na izlazu stabilizatora dobija jednosmerni napon koji vrlo malo osciluje oko potrebne vrednosti jednosmernog napona. Taj napon se pored potroša�a vodi i na upravlja�ko kolo koje na osnovu

Slika 30 Principska šema stepena za napajanje u PC ra�unaru.

njegove vrednosti reguliše impulsnu pobudu prekida�a (tranzistora) u primaru invertorskog transformatora IT, tako da se dobije potrebna vrednost izlaznog napona. Regulacija izlaznog napona se postiže na slede�i na�in: Ako izlazni napon opadne od nominalne vrednosti, upravlja�ko kolo UK daje duže pobudne impulse prekida�kom tranzistoru TR, usled �ega �e kroz primar invertorskog transformatora IT duže te�i struja, pa �e se u njegovom sekundaru indukovati impulsi ve�eg napona, koji posle ispravljanja daju ve�i jedosmerni izlazni napon, koji kompenzuje prethodni pad izlaznog napona. Sli�no važi i u slu�aju pove�anja izlaznog napona, samo što sada upravlja�ko kolo daje kra�e pobudne impulse prekida�kom tranzistoru. U�estanost prekidanja struje kroz invertorski transformator je reda nekoliko desetina kHz, pa je za tu u�estanost potreban mnogo manji i lakši transformator nego za u�estanost od 50 Hz sa kojom se radi u stepenima za napajanje prikazanim na slici 29. Tako�e pri tim ve�im u�estanostima su potrebni i kondenzatori manjeg kapaciteta, što sve dovodi do mnogo manjih dimenzija i težina celog stepena za napajanje, nego kada bi se koristio princip prikazan na slici 29.

KARAKTERISTIKE NAPAJANJA U PC RA�UNARIMA

Današnji PC ra�unari imaju glavne komponente (mati�ne plo�e, napajanja, ku�ište) u

takozvanom ATX formatu. One za svoj rad zahtevaju slede�e jednosmerne napone: +5V, +12 V, +3,3V, +5V_SB, -5 V i –12 V. Pored današnjih PC ra�unara u ATX formatu, u upotrebi ima još dosta PC ra�unara prethodnih generacija, koji su napravljeni u AT formatu. Ovakvi ra�unari za svoj rad zahtevaju jednosmerne napone od +5V, +12V, -5V i –12V. Na slici 31 su prikazani svi ulazi i izlazi na stepenima za napajanje u ATX i AT formatu, sa odgovoraju�im naponima i približnim vrednostima struja koje se na tim izlazima molgu dobiti.

Potrebna snaga (odnosno ja�ine struja) koju stepen za napajanje mora da obezbedi, pored potrošnje osnovnih sklopova ra�unara (procesor, memorije, �ip-set i ostali elementi na mati�noj plo�i, disk jedinica ugra�enih u ra�unar), zavisi i od potrošnje kartica za proširenje ugra�enih u slotove na mati�noj plo�i. Zato stepen za napajanje mora biti tako dimenzionisan da obezbedi dovoljnu snagu za napajanje svih priklju�enih elemenata ra�unara. Naj�eš�e snage stepena za napajanje danas iznose izme�u 250 i 400 W (za ra�unare u ATX formatu), odnosno izme�u 200 i 250W (za ra�unare u AT formatu). Me�utim za ra�unare koji treba da služe kao serveri, sa

GR

220V 50Hz Cf

TR

IT

C

L D

Uiz

UK

Stepeni za napajanje

47

ve�im brojem priklju�enih diskova i drugih ure�aja, koriste se i snažniji stepeni za napajanje, pa �ak i više stepena za napajanje u jednom ra�unaru.

Slika 31 Ulazi i izlazi stepena za napajanje u ATX i AT formatu

Sa slike 31 se vidi da se na napajanje u AT formatu mrežni napon dovodi preko mrežnog prekida�a MP, koji se nalazi na prednjoj strani ku�išta ra�unara. Kada je taj prekida� isklju�en, na stepen za napajanje se ne dovodi mrežni napon, pa on i ne može da radi i ra�unar je isklju�en. Uklju�enjem mrežnog prekida�a po�inje da radi stepen za napajanje, a samim tim i ra�unar.

Kod ra�unara u ATX formatu ne postoji mrežni prekida�, ve� se mrežni napon dovodi direktno na stepen za napajanje. Pošto je mrežni napon stalno prisutan na ulazu stepena za napajanje, jedan njegov deo stalno radi i daje napon od +5V, ozna�en sa +5V_SB na slici 31. Ovaj napon se vodi na mati�nu plo�u ra�unara, i na njoj napaja kola koja omogu�avaju uklju�enje i isklju�enje ra�unara. Uklju�enje i isklju�enje ra�unara se vrši signalom koji logika na mati�noj plo�i (napaja se stalno prisutnim naponom +5V_SB) šalje na ulaz stepena za napajanje ozna�en sa PS_ON na slici 31. Kada je ra�unar isklu�en na ovom ulazu postoji neki jednosmerni napon (logi�ka 1). Kada se kratkotrajno pritisne taster za uklju�enje ra�unara na prednjoj plo�i ku�išta, na ulazu PS_ON napon pada na logi�ku nulu, što omogu�ava po�etak rada glavnog stepena za napajanje, a samim tim i po�etak rada ra�unara. (Napomena: kod nekih ATX stepena za napajanje postoji na samom njihovom ku�ištu mrežni prekida�. Ovaj prekida� nije predvi�en za uklju�enje ili isklju�enje ra�unara. Njime se stepen za napajanje odvaja od mrežnog napaona ako se ra�unar ne�e duže vremena koristiti. Ako takav prekida� ne postoji, onda �ak i kada ra�unar ne radi, u stepenu za napajanje postoji mrežni napon, tako da kod eventualnog otvaranja stepena za napajanje o tome treba voditi ra�una. Tako�e stepen za napajanje u tom slu�aju obezbe�uje pomo�ni napon +5V_SB koji se vodi na mati�nu plo�u, pa je i tu potrebna opreznost kod eventualnih intervencija na mati�noj plo�i).

Zahvaljuju�i ugra�enoj logici na mati�noj plo�i, uklju�enje ra�unara se može obaviti (ako se te opcije omogu�e setovanjem mati�ne plo�e, hardverski pomo�u odgovaraju�ih kratkospojnika ili softverski u BIOS-u) i pritiskom na neki taster tastature, kao i daljinski preko mrežne kartice ili modema.

Pored navedenih izlaznih napona, oba tipa stepena za napajanje imaju i izlazni signal ozna�en sa PG. Ovaj signal se vodi ka reset ulazu mikroprocesora na mati�noj plo�i. Taj signal se naziva POWER GOOD (PG). Dok se svi izlazni naponi koje daje stepen za napajanje ne stabilišu na potrebne vrednosti, signal POWER GOOD ima vrednost 0 V, pa time drži mikroprocesor resetovanim. Zato mikroprocesor ne može da krene sa izvršavanjem programa iz BIOS-a ra�unara. Kada svi naponi dobijeni iz stepena za napajanje postignu svoje nominalne

+12V 8 – 14A +5V 25 – 40A ~ +3,3V 10 – 15A -12V 0,5A -5V 0,5A +5V_SB 1 – 2A PG PS_ON

GND

220V 50Hz

+12V 8A +5V 22A ~

-12V 0,5A -5V 0,5A

PG

GND 220V 50Hz

MP

ATX NAPAJANJE AT NAPAJANJE

Stepeni za napajanje

48

vrednosti, signal POWER GOOD dobija vrednost +5 V, pa mikroprocesor više nije u reset stanju, ve� zapo�inje izvršavanje programa iz BIOS-a i podizanje operativnog sistema ra�unara. Na taj na�in se izbegavaju mogu�e greške u radu mikroprocesora sa neodgovaraju�im naponima napajanja. Signal POWER GOOD daje upravlja�ko kolo u stepenu za napajanje, koje upravlja i samim radom stepena za napajanje.

MEHANI�KA KONSTRUKCIJA STEPENA ZA NAPAJANJE U PC RA�UNARIMA

Stepen za napajanje se nalazi zatvoren u metalnoj kutiji u�vrš�enoj sa unutrašnje strane

ku�išta. Da bi se obezbedilo hla�enje samog stepena za napajanje, kao i ostalih sklopova u ku�ištu ra�unara, kutija u kojoj je smešten stepen za napajanje je perforirana, i u njoj je smešten ventilator koji izbacuje topao vazduh iz ku�išta ra�unara kao i iz samog sklopa za napajanje. Iz samog ku�išta napajanja izlazi više grupa kablova, kojima se dovodi mrežni napon i odvode jednosmerni naponi ka mati�noj plo�i i disk jedinicama ugra�enim u ku�ište ra�unara.

Današnji stepeni za napajanje u ATX formatu imali su samo jedan konektor kojim se dovodi napajanje na mati�nu plo�u. Na slici 32 je prikazan izgled ovog konektora i raspored pojedinih napona i signala na njegovim pinovima. Taj konektor ima 20 pinova i on se ne može pogrešno priklju�iti na mati�nu plo�u.

Slika 32 Konektor za priklju�enje napona na ATX mati�nu plo�u.

Kod najnovijih ATX ra�uanra priklju�ak napajanja na mati�nu plo�u se ostvaruje preko 24

pinskog konektora. Na tom konektoru postoje isti naponi i signali kao i na standardnom 20 pinskom konektoru, ali je zbog ve�e potrošnje najnovijih ra�unara pove�an broj priklju�aka za napone +5V i +12V, kao i za masu.

Pored standardnog 20 (odnosno 24) pinskog konektora za dovod napajanja na mati�nu plo�u, napajanja za novije ATX ra�unare imaju i �etvoropinski ATX12V konektor kojim

Slika 33 ATX12V konektor za dovod napajanja na mati�nu plo�u

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

+3,3

V

GN

D

+5V

+12V

-12V

-5V

PG

PS

-ON

+3,3

V

+3,3

V

GN

D

GN

D

GN

D

GN

D

+5V

+5V

+5V

GN

D

GN

D

+5V

-SB

Stepeni za napajanje

49

se napon +12V dovodi direktno do prekida�kog stepena za napajanje na mati�noj plo�i, koji pravi napon za napajanje jezgra mikroprocesora. Na slici 33 je prikazan izgled ovog konektora i raspored njegovih priklju�aka.

Kod stepena za napajanje u AT formatu, za dovod napajanja na mati�nu plo�u služe dva šestopinska konektora. Na slici 34 je prikazan raspored napona na pojedinim izvodima ovih konektora, kao i boje žica kojima se ti naponi dovode na mati�nu plo�u. Prilikom spajanja tih konektora na mati�nu plo�u mora se voditi ra�una da �etiri crne žice koje dovode masu, budu zajedno jedna do druge, u sredini konektora, kao što je to prikazano na slici 34.

Slika 34 Konektori za priklju�enje napajanja na na AT mati�nu plo�u

Pored konektora kojim se napajanje vodi na mati�nu plo�u, iz svih stepena za napajanje izlaze i kablovi sa konektorima koji dovode napone za napajanje disk jedinica ugra�enih u ku�ište ra�unara. Napajanje na svaku od disk jedinica u ra�unaru se priklju�uje posebnim kablom, na �ijem se kraju nalazi �etvoropinski konektor. Na konektor se pored dva pina koja dovode masu, dovode i naponi +5 V i +12 V. Raspored pinova i boje žica na konektorima za disk jedinice, bilo da su od 3,5 ili 5,25 in�a, su prikazani na slici 35.

Slika 35 Konektor za priklju�enje napona na disk jedinice

Napajanje za ra�unar u ATX formatu, kao što je ve� re�eno, može, ali i ne mora, na sebi da ima i prekida� kojim se potpuno isklju�uje mrežni napon. Ako takav prekida� ne postoji, onda �ak i kada ra�unar ne radi, u stepenu za napajanje postoji mrežni napon, tako da kod eventualnog otvaranja stepena za napajanje o tome treba voditi ra�una. Tako�e stepen za napajanje u tom slu�aju obezbe�uje pomo�ni napon +5V_SB koji se vodi na mati�nu plo�u, pa

NA

RA

ND

ŽA

STA

CR

VE

NA

ŽU

TA

PLA

VA

CR

NA

CR

NA

CR

NA

CR

NA

BE

LA

CR

VE

NA

CR

VE

NA

CR

VE

NA

PG

+5 V

+12

V

-12

V

GN

D

GN

D

GN

D

GN

D

-5 V

+5 V

+5 V

+5 V

CR

VE

NA

CR

NA

CR

NA

ŽU

TA

+5 V

GN

D

GN

D

+12

V

Stepeni za napajanje

50

je i tu potrebna opreznost kod eventualnih intervencija na mati�noj plo�i. Ovaj napon se dobija posebnim prekida�kim stepenom za napajanje, koji ima malu snagu, tako da i ako stalno radi (�ak i kad je ra�unar isklju�en), disipacija na njemu je minimalna, što mu i omogu�ava neprestani rad.

PRAKTI�NA REALIZACIJA STEPENA ZA NAPAJANJE PC RA�UNARA Na slici 36 je prikazana blok šema jedne od realizacija ATX napajanja, sa karakteristi�nim elementima. Jednosmerni napon dobijen ispravljanjem mrežnog napona se vodi na dva invertora, glavni i pomo�ni. Pomo�ni invertor stalno radi kada je priklju�en mrežni napon, tako što oscilator OSC pobu�uje tranzistor Q2 u �ijem se drejnu nalazi pomo�ni invertorski trafo PIT. U sekundaru ovog trafoa se dobijaju naizmeni�ni naponski impulsi, od kojih se ispravljanjem i filtriranjem dobija jednosmerni napon koji se stabiliše na +5V fiksnim regulatorom napona.

Tako se dobija pomo�ni (stand-by) napon. Taj napon se pored ostalog vodi i na sekundarno upravlja�ko kolo glavnog invertora (UK’’). Na ovo upravlja�ko kolo se priklju�uje i logika na mati�noj plo�i koja omogu�ava uklju�enje i isklju�enje ra�unara. Ova logika igra ulogu prekida�a. Kada se taj prekida� zatvori (to se doga�a posle pritiska na taster za uklju�enje ra�unara na prednjoj plo�i ku�išta), napon logi�ke nule (0V) se preko sekundarnog upravlja�kog kola (UK’’) i opto kaplera OK2 prenosi na primarno upravlja�ko kolo glavnog invertora (UK’), što izaziva i po�etak njegovog rada. Kada ovo upravlja�ko kolo proradi, preko tranzistora Q1 se pobu�uje glavni invertorski trafo GIT. Naponski impulsi koji se javljaju u primaru ovog trafoa se prenose u njegove sekundare, gde se ispravljaju i filtriraju, daju�i potrebne izlazne napone. Tada po�inje da radi ra�unar. Izlazni naponi se vode i na sekundarno upravlja�ko kolo UK’’, odakle se preko optokaplera OK1 uspostavlja petlja koja reguliše izlazne napone i ostvaruju

220V 50Hz

OSC

+5V

ON/ OFF

GR Cf Q1

UK’

STAB

UK’’

OK1

OK2

Vi

Q2

PIT

GIT

Slika 36 Blok šema ATX napajanja

Stepeni za napajanje

51

potrebne prenaponske i prekostrujne zaštite. Kada se da komanda za isklju�enje ra�unara, logika na mati�noj plo�i dovodi na ulaz PS_ON napon logi�ke jedinice (otvoren prekida� ON/OFF na slici 36), što izaziva prekid rada glavnog invertora i isklju�enje ra�unara.

Na slici 37 je prikazana elektri�na šema jednog konkretnog stepena za napajanje PC ra�unara u AT formatu. Pomo�u ove šeme �e ukratko biti objašnjen na�in rada i uloga pojedinih elemenata u stepenu za napajanje. Na priklju�ke ozna�ene sa AC IN se dovodi naizmeni�ni napon iz mreže 220 ili 110 V. U okviru sklopa napajanja postoji preklopnik SW kojim se vrši izbor napona napajanja. Taj preklopnik mora biti postavljen u odgovaraju�i položaj prema vrednosti mrežnog napona. Ako se to ne poštuje, može do�i do velike havarije stepena za napajanje. Kondenzatori C1 i C2 zajedno sa prigušnicom T1 �ine mrežni filtar, �ija je uloga da spre�ava prolaz impulsnih smetnji. Zatim se mrežni napon vodi na grec ispravlja� BD1 gde se ispravlja, tako da se na rednoj vezi kondenzatora C5 i C6 dobija nestabilisani jednosmerni napon reda 310 V. NTC otpornik R1 u trenutku uklju�enja napona ima relativno veliku otpornost (10 do 20 oma), tako da ograni�ava struju punjenja praznih elektrolitskih kondenzatora C5 i C6. Kako struja te�e kroz NTC otpornik, on se zagreva i smanjuje svoju otpornost na malu vrednost (reda jednog oma), tako da se na njemu tokom rada ne stvaraju gubici energije. Osigura� F1 služi za zaštitu u slu�aju proboja neke od dioda u grecu BD1, proboja elektrolitskih kondenzatora C5 i C6, ili proboja prekida�kih tranzistora Q1 i Q2. Prekida�ki tranzistori Q1 i Q2 naizmeni�no propuštaju struju kroz primar invertorskog transformatora T3, i to u suprotnim smerovima, tako da ta struja primara nema jednosmernu komponentu. U sekundarima invertorskog transformatora T3 se nalaze ispravlja�ke diode D22 (dupla dioda, t.j. dve diode u jednom ku�ištu, koja služi za dobijanje napona +5 V), D21 i D26 (služe za dobijanje napona +12 V), kao i D19 i D23 koje služe za dobijanje napona -12 V. Ispravljeni impulsi sa sekundara invertorskog transformatora se vode na filtre koje sa�injavaju prigušnice L3, L4, L5 i L6 i kondenzatori C22, C27, C25 i C24. Na izlazima filtara se dobijaju stabilisani jednosmerni naponi +5 V, +12 V i –12 V. U ovom stepenu za napajanje se napon od –5 V dobija pomo�u integrisanog kola U3 koje koristi stabilisani napon –12 V. (Drugi na�in za dobijanje napona –5 V, koji se primenjuje u stepenima za napajanje, je dodavanje još dve ispravlja�ke diode na sekundarima invertorskog transformatora, zatim još jedne prigušnice i elektrolitskog kondenzatora, tako da se tada napon –5 V dobija na isti na�in kao i ostali naponi).

Radom stepena za napajanje upravlja upravlja�ko kolo koje sa�injavaju integrisana kola U1 i U2 sa pripadaju�im elementima oko njih. Napon za napajanje upravlja�kog kola se dobija preko diode D24, od ispravljenih impulsa za napon +12V, posle �ega se napon filtrira kondenzatorima C19 i C20, kao i otpornikom R47. Integrisano kolo U1, na osnovu veli�ine izlaznog jednosmernog napona, daje preko pobudnih tranzistora Q3 i Q4 i transformatora T4 impulse kojima se pobu�uju prekida�ki tranzistori Q1 i Q2. Trajanja tih impulsa se tako odre�uju da se na izlazu stepena za napajanje dobiju potrebni jednosmerni naponi. Integrisano kolo U1 pored impulsa kojima upravlja radom samog sklopa napajanja, obezbe�uje i napon napajanja za integrisano kolo U2 koje generiše POWER GOOD signal.

U okviru upravlja�kog kola se nalazi i kolo za zaštitu od preoptere�enja . Naime struja primara invertorskog tramsformatora T3 prolazi i kroz primar transformatora T2. Indukovani napon u sekundaru ovog transformatora se ispravlja diodama D7 i D8, tako da se dobija jednosmerni napon proporcionalan struji kroz primar invertorskog transformatora. Taj jednosmerni napon se preko otpornika R16 i R18 vodi na pin 15 integrisanog kola U1. Ako taj napon pre�e neku odre�enu vrednost (usled prevelike struje potroša�a), upravlja�ko kolo U1 blokira dalji rad napajanja i tako ga štiti od eventualnog ošte�enja.

Stepeni za napajanje

52

Slik

a 7

S

lika

37

Stepeni za napajanje

53

NAJ�EŠ�I KVAROVI NA STEPENIMA ZA NAPAJANJE PC RA�UNARA Kvarovi na stepenima za napajanje se ne dešavaju �esto, ali se ipak dešavaju. Stepen za napajanje je, pored monitora, prakti�no jedini sklop u savremenim PC ra�unarima koga je mogu�e i isplativo popravljati na nivou komponenti. Zato je od interesa znati karakteristi�ne kvarove i na�in njihovog otkrivanja i otklanjanja. Kada do�emo u dodir sa ra�unarom koji ne radi, i na njemu ne gori LED dioda koja signalizira uklju�en ra�unar, možemo odmah znati da ne postoji napon +5 V kojim se ta LED dioda napaja. Me�utim, ne treba žuriti sa zaklju�kom da je stepen za napajanje neispravan. Mogu�e je da bude neispravan mrežni prekida�, tako da mrežni napon uopšte ne dospe do stepena za napajanje. Ovu neispravnost je najlakše otkriti merenjem napona na priklju�ku za napajanje monitora, koji se nalazi na samom ku�ištu stepena za napajanje (AT tip). Ako je mrežni prekida� u uklju�enom položaju, a na priklju�nici za napajanje monitora ne postoji mrežni napon, onda je mrežni prekida� neispravan, pa ga naj�eš�e treba zameniti novim. Može se pokušati popravka mrežnog prekida�a, tako što se on otvori i o�iste se zagaravljeni kontakti, a zatim vrate na svoje mesto. U izvesnom broju slu�ajeva ovo �e rešiti problem, ali je svakako sigurnije neispravni prekida� zameniti novim, naravno ako se može na�i odgovaraju�i. Ako je mrežni prekida� ispravan, a na izlazima stepena za napajanje ipak nema napona, treba odspojiti sve kablove kojima se napon vodi na disk jedinice i mati�nu plo�u, tako da stepen za napajanje bude bez optere�enja. Ako se tada pojave naponi na izlazima stepena za napajanje, zna�i da na nekoj od disk jedinica ili na mati�noj plo�i postoji proboj, zbog koga se napajanje preoptereti, pa reaguje ugra�ena zaštita od preoptere�enja, koja blokira dalji rad stepena za napajanje. Dešava se da neki stepeni za napajanje ne�e da rade ako nemaju neko minimalno optere�enje. Da bi se i ta mogu�nost isklju�ila, treba izlaz za +5 V opteretiti nekim otpornikom otpornost reda 1 do 3 oma, i snage bar 10 W. U nedostatku takvog otpornika može se koristiti neka disk jedinica ili mati�na plo�a za koju sigurno znamo da je ispravna. Ako i posle svega toga nema napona na izlazima stepena za napajanje, onda je sam stepen sigurno neispravan. Najve�i broj kvarova na stepenima za napajanje se dešava na elementima preko kojih se prenosi velika snaga, kao što su grec ispravlja� mrežnog napona, prekida�ki tranzistori u primaru invertorskog transformatora, ispravlja�ke diode u sekundarima invertorskog transformatora, kao i elektrolitski kondenzatori koji filtriraju ispravljeni mrežni napon i ispravljene napone na sekundarnoj strani stepena za napajanje. Ako je pregoreo mrežni osigura�, onda obavezno treba na�i uzrok tog pregorevanja. To je naj�eš�e proboj neke od dioda u grec ispravlja�u ili proboj prekida�kih tranzistora u primaru invertorskog transformatora. Ove kvarove, kao i kvarove na sekundarnoj strani, najlakše je tražiti ispitivanjem sumnjivih elemenata ommetrom, bez uklju�enog mrežnog napona. Relativno �esto se dešava da budu neispravni otpornici za polarizaciju prekida�kih tranzistora. U šemi stepena za napajanje na slici 37 to bi bili otpornici R6, R7, R8 i R9. Ako se ispitivanjem pobrojanih elemenata ne na�e kvar, treba pre�i na ispitivanje upravlja�kog kola. Treba re�i da su kvarovi na elementima koji �ine upravlja�ko kolo dosta re�i. Za ovo ispitivanje je neophodan osciloskop i jedan ispravni stepen za napajanje. Iz tog ispravnog stepena treba dovesti sve izlazne napone na odgovaraju�e priklju�ke ispitivanog napajanja, to jest +5 V, +12 V i -12 V. Napon od –5 V treba dovesti ako se na ispitivanom napajanju –5 V generiše direktno ispravljanjem napona sa sekundara invertorskog transformatora, dok ako se napon –5 V generiše stabilzatorom iz napona –12 V, kao što je to slu�aj na slici 37, tada se na ispitivano napajanje ne dovodi spoljašnji napon –5 V. Pri ovom ispitivanju se neispravno napajanje ne priklju�uje na mrežni napon. Kada se ispravno napajanje uklju�i, osciloskopom se mogu posmatrati talasni oblici napona na upravlja�kom kolu. Kao upravlja�ko integrisano kolo se redovno koristi kolo TL494, i ono ako je ispravno, treba da na svojim pinovima 6, 8, 11 i 14, da talasne oblike prikazane na slici 38.

Stepeni za napajanje

54

Slika 38. Talasni oblici napona u karakteristi�nim ta�kama stepena za napajanje PC ra�unara

Impulsi na pinu 6 upravlja�kog integrisanog kola su signal iz unutrašnjeg oscilatora, impulsi na pinovima 8 i 11 su izlazni impulsi kojima se pobu�uju prekida�ki tranzistori, a napon na pinu 14 je referentni napon +5 V koji se interno generiše u samom integrisanom kolu. Ako neki od ovih signala ne postoji, treba proveriti samo integrisano kolo, ili neki od elemenata oko njega. Impulse sa pinova 8 i 11 treba osciloskopom ispratiti preko pobudnih tranzistora Q3 i Q4, pobudnog transformatora T4, sve do baza prekida�kih tranzistora Q1 i Q2. Pra�enjem impulsa i otkrivanjem mesta gde se oni gube, može se lokalizovati neispravan element u upravlja�kom kolu. Tako�e prilikom ovog ispitivanja treba proveriti i kolo koje daje POWER GOOD signal. Na šemi na slici 37, ovo kolo je realizovano integrisanim kolom U2. Kod servisiranja stepena za napajanje za ATX format, prvo je potrebno utvrditi da li je kvar u kolu koje obezbe�uje pomo�ni napon (+5V_SB) ili u kolu glavnog invertora. To se radi tako da se dovede mrežni napon na stepen za napajanje, pa se proveri postojanje pomo�nog napona . Ako taj napon ne postoji, kvar je u kolu prekida�kog stepena koji daje pomo�ni napon, a ako taj napon postoji, kvar je u kolu prekida�kog stepena velike snage (glavni invertor). Da bi se ispitala ispravnost glavnog invertora, najlakše je par�etom žice napraviti kratku vezu izme�u pinova PS_ON i GND na 20 pinskom konektoru kojim se vodi napajanje na mati�nu plo�u. Time se simulira logika na mati�noj plo�i i omogu�uje da se kompletno napajanje zasebno ispita (bez priklju�ivanja na mati�nu plo�u). Ispitivanje glavnog stepena za napajanje se vrši na isti na�in kao i kod stepena za napajanje u AT formatu.

~0,5

~0,5

~2 V

~3 V

5 V U1/14

U1/11

U1/8

U1/6

t

t

~2 V

t

Monitori sa katodnom cevi

55

MONITORI SA KATODNOM CEVI

.Monitori su izlazni ure�aji preko kojih se prati rad ra�unara. Mada se tokom vremena tehnologija monitora razvijala i menjala, princip rada je sve do skora ostao nepromenjen, �vrsto se oslanjaju�i na katodnu cev. Dijagonala katodne cevi je i osnovna karakteristika monitora i ona se obi�no izražava u in�ima. Savremeni monitori imaju katodne cevi od 14, 15, 17, 19 i 21 in�a. Za ku�ne potrebe se koriste uglavnom monitori sa ekranima 14 (ova veli�ina je ve� napuštena), 15 i 17 in�a. Za kancelarijske poslove su pogodne veli�ine 15 i 17 in�a, a za profesionalce u pripremi za štampu i grafi�koj obradi su odgovaraju�i ekrani od 19 i 21 in�a. Na slici 39 je prikazan šematski prikaz katodne cevi sa svim njenim priklju�cima. Svi ti elementi, osim skretnog sistema i namotaja za razmagnetisavanje ekrana, se nalaze unutar staklenog balona posebnog oblika, u kome se nalazi vakuum. Sliku na ekranu stvara mlaz elektrona koji poga�a površinu presvu�enu specijalnim fosfornim slojem na unutrašnjoj strani ekrana. Kod monitora u boji postoje tri osnovne boje, odnosno tri tipa fosfornih ta�aka, crvene, zelene i plave, koje se nalaze grupisane jedne do drugih, obrazuju�i najmanji mogu�i element slike koji se naziva “dot”.

Slika 39 Katodna cev

Na zadnjoj strani katodne cevi se nalaze tri katode (elektronska topa) KR, KG i KB, po

jedna za svaku od osnovnih boja. Katode se se zagrevaju grejnim vlaknom f f zbog struje koja te�e kroz njega. Užareno grejno vlakno zagreva katode i usled toga one emituju elektrone. Elektroni pod uticajem visokog pozitivnog napona na anodi katodne cevi A (reda 25 kV) obrazuju mlazeve koji udaraju u odgovaraju�e fosforne ta�ke na ekranu. Na svaku od te tri fosforne ta�ke pada posebni elektronski mlaz. Kada mlaz elektrona padne na fosfornu ta�ku, ona emituje svetlost. Intenzitet te svetlosti zavisi od intenziteta elektronskog mlaza. Na taj na�in, menjanjem intenziteta elektronskih mlazeva koji odgovaraju trima osnovnim bojama, mogu se mešanjem tih boja dobiti prakti�no sve postoje�e boje. Menjanje intenziteta elektronskih mlazeva, a time i promena intenziteta osvetljaja i boja se vrši promenom napona izme�u katoda i prve rešetke katodne cevi G1. Napon na G1 je negativan u odnosu na napone na katodama i u zavisnosti od njegove veli�ine više ili manje �e spre�avati prolaz elektronima sa katoda prema anodi katodne cevi. Na drugu rešetku katodne cevi G2 se dovodi pozitivan napon reda 500 do 600 V, koji ima zadatak da pomogne elektronima da savladaju negativni potencijal na prvoj rešetki i da nastave put ka anodi. Na tre�u rešetku katodne cevi G3 se dovodi pozitivni jednosmerni napon reda 6 kV kojim se vrši fokusiranje elektronskih mlazeva tako da svaki od njih padne ta�no na odgovaraju�u fosfornu ta�ku na ekranu, �ime se obezbe�uje oštra slika i precizna reprodukcija boja.

A VSK HSK

f f G1 G2 G3

KR

GND

KG KB

DGC

Monitori sa katodnom cevi

56

Mlazevi se zajedno kre�u po površini ekrana po precizno odre�enom redu; prva horizontalna linija koju ispisuju, po�inje u gornjem levom uglu ekrana, a završava se u gornjem desnom uglu. Kada mlazevi na kraju te linije do�u do desne ivice ekrana, oni se gase i vra�aju se na po�etak slede�e linije, na levu ivicu ekrana, kada se ponovo uklju�e i zapo�nu iscrtavanje nove linije. Kada posle iscrtavanja poslednje horizontalne linije elektronski mlazevi dospu u donji desni ugao ekrana, oni se gase i vra�aju u gornji levi ugao, �ime postaju spremni za iscrtavanje slede�e slike. To pomeranje elektronskih mlazeva po horizontali i vertikali se vrši dovo�enjem odgovaraju�ih struja kroz horizontalne i vertikalne skretne kalemove HSK i VSK koji se nalaze sa spoljašnje strane grla katodne cevi u okviru takozvanog skretnog (otklonskog) sistema. Pored opisanih elemenata katodne cevi koji neposredno u�estvuju u formiranju slike na ekranu, katodna cev sadrži i namotaj za razmagnetisavanje ekrana (degaussing coil), ozna�en sa DGC na slici 39. Namena ovog namotaja je da se propuštanjem naizmeni�nog napona kroz njega, izvrši razmagnetisavanje površine ekrana. Ekran se može slu�ajno namagnetisati nekim spoljašnjim magnetnim poljem i usled toga se gubi na �isto�i boja. Namotaj za razmagnetisanje ekrana u tom slu�aju omogu�uje ponovni prikaz �istih boja na ekranu.

Broj slika koji se u jednoj sekundi na opisani na�in iscrta, zove se u�estanost vertikalnog skeniranja ili brzina vertikalnog osvežavanja (refresh rate). Ona se izražava u hercima (Hz). Ako je ta u�estanost niska dolazi do treperenja slike, jer fosfor smanjuje intenzitet izra�ene svetlosti (gasi se), ako ga elektronski mlaz nije na vreme ponovo pogodio, to jest osvežio. Nekada je vrednost u�estanosti vertikalnog skeniranja bila reda 60 Hz, ali je danas opšte prihva�eno da ona iznosi bar 72 Hz, a po mogu�stvu i 75 do 85 Hz. Savremeni monitori postižu u�estanosti vertikalnog skeniranja i preko 100 Hz, ali je teško primetiti neki poseban dobitak pri tim u�estanostima u odnosu na u�estanost od 85 Hz. U�estanost vertikalnog skeniranja ograni�ava maksimalna u�estanost horizontalnog skeniranja na kojoj monitor može da radi. Da bi pri odre�enoj rezoluciji imali neku u�estanost vertikalnog skeniranja, monitor mora da stabilno radi na u�estanosti horizontalnog skeniranja datoj izrazom:

horizont. u�estanost = (vert.rezolucija) x (u�estanost vert.skeniranja) x k

Iz izraza se vidi da što je ve�a vertikalna rezolucija (odnosno broj horizontalnih linija koje treba iscrtati) i broj slika koje treba iscrtati u jednoj sekundi, monitor �e morati da radi na ve�oj u�estanosti horizontalnog skeniranja. Odavde je tako�e jasno da nema potrebe insistirati na u�estanostima vertikalnog skeniranja preko 85 Hz, jer to povla�i ve�e u�estanosti horizontalnog skeniranja, a time i komplikovanija i skuplja elektronska kola koja upravljaju skretanjem elektronskih mlazeva. Faktor k u gornjem izrazu (kre�e se od 1,1 do 1,3) uzima u obzir vreme potrebno za povratak elktronskog mlaza sa kraja jedne na po�etak slede�e linije i sa kraja jedne na po�etak slede�e slike. Tako na primer, za rezoluciju 800 X 600 ta�aka, pri u�estanosti vertikalnog skeniranja od 75 Hz, u�estanost horizontalnog skeniranja iznosi:

fh = 600 x 75 x 1,1 = 49500 Hz

Da bi postigli i ve�u rezoluciju i ve�u brzinu vertikalnog osvežavanja, monitor, odnosno elektronska kola u njemu, moraju da imaju dovoljno širok propusni opseg (bandwidth), to jest rastojanje izmedju minimalne i maksimalne u�estanosti koje mogu da prenesu bez izobli�enja. Ako je širina propusnog opsega nedovoljna za datu rezoluciju, slika �e izgubiti oštrinu i stabilnost. Potrebna širina propusnog opsega se može izra�unati pomo�u izraza:

propusni opseg = 1,5 x (horizont.rezol.) x (vert.rezol.) x (brzina vert. osvežavanja)

Monitori sa katodnom cevi

57

Iz gornjeg izraza se vidi da potrebni propusni opseg odre�uje broj elemenata slike (jednak proizvodu broja elemenata slike po horizontali i vertikali) i broj osvežavanja svakog elementa slike u jednoj sekundi, uz faktor sigurnosti od 1,5. Ako monitor nema dovoljan propusni opseg za željenu rezoluciju i brzinu vertikalnog osvežavanja, moze se pribe�i takozvanom ispisivanju linija sa preplitanjem (interlace). Naime, tada se u prvom prolazu iscrtavaju neparne linije slike, a u slede�em prolazu parne linije slike. Time se broj elemenata slike koje treba preneti smanjuje na polovinu, pa i potrebna širina propusnog opsega postaje dvostruko manja. Me�utim, kvalitet slike u ovom radnom režimu je mnogo lošiji nego u radu bez preplitanja, pošto je primetnije trepernje slike, tako da duži rad u režimu sa preplitanjem nije preporu�ljiv. Još jedan parametar koji uti�e na kvalitet monitora je veli�ina fosforne ta�ke, to jest razmak izme�u dva fosforna elementa iste boje. Što je taj razmak manji, slika je oštrija. Današnji monitori imaju veli�inu fosforne ta�ke oko 0,25 milimetara. Noviji i skuplji monitori poseduju “digitalne” komande, kod kojih se upotrebom tastera, naj�eš�e u zajednici sa “on screen display”-em, vrše sva podešavanja parametara slike, dok su na starijim i jeftinijim monitorima te komande analogne (pomo�u potenciometara). Koji od ova dva na�ina kontrole je bolji (jednostavniji za koriš�enje) je stvar ukusa, ali stoji �injenica da kod monitora sa digitalnim komandama, zahvaljuju�i postojanju memorije, prilikom promene rezulucije ne�e biti potrebno ponovo podešavati veli�inu i poziciju slike na ekranu. Kada danas proizvo�a�i svoje monitore deklarišu kao “digitalne”, onda se to u stvari odnosi samo na na�in podešavanja parametara slike, pošto su signali boja u suštini analogni, jer se samo tako može imati veliki broj razli�itih boja na ekranu (do16,7 miliona boja). �ak šta više, stariji tipovi monitora koji se više ne proizvode (crno beli Herkules, ili CGA i EGA u boji), su pre digitalni monitori, jer su njihovi signali boja imali ograni�eni broj ta�no definisanih nivoa, tako da su oni mogli da prikažu maksimalno 16 do 256 boja. Monitor je sa ra�unarom (odnosno sa video karticom u ra�unaru) povezan signalnim kablom koji na svojem kraju ima 15-o pinski konektor. Raspored pojedinih signala koji iz video kartice stižu na monitor preko VGA konektora, dat je na slici 40.

Slika 40 VGA konektor Pored standardnog VGA konektora prikazanog na slici 40, pojedini, naro�ito monitori viših klasa, imaju i BNC konektore. Takvi monitori se na video karticu priklju�uju standardnim petnaestopinskim konektorom iz koga polazi pet koaksijalnih kablova sa muškim BNC konektorima na krajevima. Ti konektori se priklju�uju na odgovaraju�e ženske BNC konektore na ku�ištu monitora. U ovom slu�aju se posebnim koaksijalnim kablovima vode signali osnovnih boja (crvena, zelena i plava), kao i vertikalni i horizontalni sinhro impulsi. Kabl sa BNC konektorima je skuplji od standardnog VGA kabla, ali zato obezbe�uje bolju zaštitu od šumova i smetnji iz okoline.

Sve doskoro komunikacija izme�u video kartice i monitora je bila jednosmerna jer je monitor samo primao signale triju osnovnih boja (crvene, zelene i plave; pinovi 1, 2 i 3 na konektoru), kao i horizontalne i vertikalne sinhro impulse (pinovi 13 i 14 na konektoru). Noviji monitori, koji podržavaju “Plug and Play” standard, preko pinova 12 i 15 obezbe�uju i

1 5 6 10 11 15

1 – SIGNAL CRVENE BOJE (R) 2 – SIGNAL ZELENE BOJE (G) 3 – SIGNAL PLAVE BOJE (B) 5,6,7,8,10 – MASA (GND) 13 – HORIZ. SINHRO IMPULSI (H) 14 – VERT. SINHRO IMPULSI (V)

Monitori sa katodnom cevi

58

komunikaciju u smeru monitor - video kartica, takozvani VESA Display Data Channel, �ime se omogu�ava automatsko konfigurisanje monitora.

BLOK ŠEMA MONITORA U BOJI I NA�IN NJEGOVOG FUNKCIONISANJA

Na slici 41 je prikazana uopštena blok šema monitora u boji sa njegovim osnovnim sklopovima. Prikazani su samo osnovni sklopovi, dok kod boljih i novijih monitora mogu postojati i dodatni sklopovi koji omogu�avaju kvalitetnu sliku pri velikom opsegu rezolucija i radnih u�estanosti kao i prikaz menija za podešavanje parametara slike na ekranu, reprodukciju zvuka potrebnu za multimedujalne primene i tako dalje.

Slika 41 Uproš�ena blok šema monitora u boji Osnovni sklop bez koga ne bi mogao da radi ni jedan drugi sklop je stepen za napajanje.

Zadatak ovog sklopa je da koriste�i dovedeni mrežni napon obezbedi jednosmerne napone potrebne za napajanje ostalih sklopova u monitoru. Na blok šemi monitora na prikazanoj na slici 41 na stepenu za napajanje ozna�ena su dva izlazna jednosmerna napona U1 i U2, ali razli�iti stepeni za napajanje mogu i obi�no imaju i više izlaznih napona razli�itih vrednosti, što zavisi od konkretne realizacije. Sam stepen za napajanje je prekida�kog (impulsnog) tipa. Na slici 42 je prikazana principska šema tipi�nog sklopa napajanja u monitorima. Dovedeni mrežni napon

REGULACIJA OSVETLJAJA

- REGULACIJA KONTRASTA

KG

G3

FOCUS (6 kV)

SCREEN (500 V)

VSK

HSK

A

G2 G1

ANODNI NAPON (25 kV)

KATODNA CEV

VIDEO POJA�IVA�

PROCESOR SINHRO

IMPULSA

VERTIKALNI IZLAZNI STEPEN

HORIZONTALNI IZLAZNI STEPEN

R G B

V

H

+

STEPEN ZA NAPAJANJE 220 V / 50Hz

U1 U2 U3

U4

KR

KB

Monitori sa katodnom cevi

59

se direkno grecom GR ispravlja u jednosmerni napon koji se onda filtrira kondenzatorom Cf. Tako dobijeni jednosmerni napon reda 310 V se vodi na primar invertorskog transformatora IT. U kolu primara ovog transformatora se obi�no nalazi MOS-FET tranzistor TR koji igra ulogu prekida�a. Radom toga prekida�a se upravlja upravlja�kim

Slika 42 Principska šema stepena za napajanje u monitorima kolom UK, obi�no realizovanim integrisanim kolom UC3842 ili nekim sli�nim. Sekundar invertorskog transformatora ima nekoliko namotaja u kojima se indukuju naponski impulsi. Na slici 42 je prikazan samo jedan namotaj, i to onaj �iji ispravljeni napon, preko kola sa optokaplerom OK, reguliše rad upravlja�kog kola UK. Impulsni naponi iz svakog sekundarnog namotaja se diodama D ispravljaju u jednosmerne napone i filtriraju kondezatorima C. Na taj na�in se dobijaju potrebni jedosmerni izlazni naponi Uiz. Upravlja�ko kolo sadrži i kola za zaštitu koja u slu�aju prenapona ili preoptere�enja blokiraju rad stepena za napajanje i time štite sam stepen za napajanje, kao i ostale stepene u monitoru od mogu�ih daljih i ve�ih ošte�enja.

Iz video kartice u monitor dolaze signali tri osnovne boje (R, G i B), kao i horizontalni i vertikalni sinhro impulsi. Signali boja su u analognom obliku, sa amplitudom oko 0,7 Vp-p, dok su sinhro impulsi digitalni sa TTL nivoima. Sinhro impulsi se vode u sklop procesora sinhro impulsa, u kome se oni obra�uju i sinhronišu odgovaraju�e oscilatore (vertikalni i horizontalni), pa tako generisanim impulsima pobudjuju vertikalni i horizontalni izlazni stepen. Današnji monitori obi�no imaju jedno integrisano kolo koje prima i obra�uje oba tipa sinhro impulsa iz video kartice, dok su stariji monitori imali odvojena kola za vertikalne i horizontalne impulse. Vertikalni izlazni stepen, koriste�i izlazni signal iz dela procesora sinhro impulsa koji obra�uje vertikalne sinhro impulse, proizvodi izlazni napon testerastog oblika. Tim naponom se pobu�uje vertikalni skretni kalem na katodnoj cevi, i njime se upravlja vertikalnim pomeranjem elektronskih mlazeva. Vertikalni izlazni stepen je danas obi�no realizovan jednim integrisanim poja�iva�em snage, dok su ranije umesto integrisanog kola koriš�eni diskretni elementi (tranzistori). Horizontalni izlazni stepen ima višestruku ulogu. Na slici 43 je prikazana njegova principska šema sa najkarakteristi�nijim elementima. Na toj slici su prikazani samo glavni delovi horizontalnog izlaznog stepena; stvarna realizacija je dosta složenija. Obra�eni horizontalni sinhro impulsi (u�estanosti od 30 do 80 kHz, zavisno od rezolucije i brzine vertikalnog osvežavanja) iz procesora sinhro impulsa dolaze na pobudni tranzistor Q1, u �ijem se kolektoru nalazi pobudni transformator T1. Tranzistor Q1 se napaja naponom Ucc1 iz stepena za napajanje. Sinhro impulsi poja�ani tranzistorom Q1, preko pobudnog transformatora T1 dolaze na bazu tranzistora Q2. Ovaj tranzistor je predvi�en za velike snage i radne napone (reda 50 W i 1500 V). U njegovom kolektorskom kolu se nalazi primarni namotaj takozvanog linijskog transformatora T2, preko koga se dovodi napon Ucc2 iz stepena za napajanje. Kao

Uiz

220V 50Hz

Cf

TR

IT

C

D

UK

OK GR

L

Monitori sa katodnom cevi

60

posledica dovedenih sinhro impulsa na bazu tranzistora Q2, na njegovom kolektoru se javljaju kratkotrajni naponski impulsi vrednosti oko 1200 V. Pogodnim izborom vrednosti induktivnosti primara transformatora i horizontalnog skretnog kalema, kao i kapacitivnosti Cd,

Slika 43 Principska šema horizontalnog stepena

kroz horizontalni skretni kalem, priklju�en na kolektor tranzistora Q2, se dobija struja koja ima testerasti oblik, i koja ravnomerno pomera elektronske mlazeve u horizontalnom pravcu.

Pored ove uloge, horizontalni izlazni stepen obavlja još neke važne funkcije. Jedan od njegovih sekundarnih namotaja ima veoma veliki broj navojaka, tako da se u njemu indukuju veoma visoki naponi. Ti naponi se ispravljaju diodom Da, pa se tako dobija jednosmerni napon reda 25 kV, potreban za anodu katodne cevi. Sa izvoda na tom sekundarnom namotaju se uzimaju nešto niži naponski impulsi, koji se ispravljaju diodom Df, �ime se dobija jednosmerni napon reda 6 kV. Ovaj napon se vodi na rednu vezu dva potenciometra, Pf i Ps, sa �ijih se kliza�a odvodi napon za fokusiranje elektronskih mlazeva (FOCUS - na tre�u rešetku katodne cevi) i napon za predregulaciju osvetljaja (SCREEN – na drugu rešetku katodne cevi). Diode Da i Df, kao i potenciometri Pf i Ps se nalaze zaliveni u samom ku�ištu linijskog transformatora, i iz njega su dostupni samo kliza�i potenciometara kojim se vrši fokusiranje i predregulacija osvetljaja ekrana.

Tre�a uloga horizontalnog linijskog stepena, pored dve ve� opisane, je da obezbedi i jednosmerne napone za napajanje nekih kola i sklopova u monitoru koji ne moraju da se napajaju iz samog stepena za napajanje. Na blok šemi monitora (slika 41), ti naponi su ozna�eni sa U3 i U4, ali ih može biti i više i manje od dva. Na slici 43 je, zbog preglednosti slike, prikazan na�in dobijanja samo jednog takvog napona. Naponski impulsi indukovani u sekundarnom namotaju linijskog transformatora se ispravljaju diodom Di i filtriraju kondenzatorom Cf, tako da se dobije potrebna vrednost jednosmernog napona. Sama ta vrednost je odre�ena brojem navojaka sekundarnog namotaja iz koga se i dobija. Koriste�i ovaj princip mogu�e je dobiti više razli�itih i pozitivnih i negativnih napona. Ovi naponi se naj�eš�e koriste

Dd

Ps

ANODNI NAPON (25 kV)

T1

PROCESOR HORIZONT.

SINHRO IMPULSA

Ucc1

Ucc2

Q1

Q2 HORIZONTALNI

SKRETNI KALEM

Cs

Uiz3

Cf

T2

Di Da

Df

FOCUS (6 kV)

SCREEN (500 V)

Pf

Cd

Monitori sa katodnom cevi

61

za kola za regulaciju osvetljaja ekrana, kao i za potrebe regulacije i zaštite u horizontalnom stepenu.

Noviji monitori, naro�ito oni sa ve�im dijagonalama ekrana �esto imaju horizontalni izlazni stepen podeljen u dva dela sli�ne konstrukcije. Svaki od tih delova ima svoje tranzistore Q1 i Q2 sa slike 43, s tim što jedan ima linijski transformator i služi za dobijanje visokih jednosmernih napona za katodnu cev i pomo�nih jednosmernih napona, a drugi ima horizontalni skretni kalem i služi za generisanje testeraste struje, kojom se vrši horizontalno pokretanje elektronskih mlazeva. Pored toga, svaki od ova dva dela horizontalnog izlaznog stepena može da ima i sopstveni pomo�ni prekida�ki izvor napajanja, �iji izlazni napon zavisi od izabranih radnih u�estanosti. Na ovaj na�in se mnogo lakše postiže da monitor ima stabilnu sliku istih dimenzija u celom opsegu rezolucija i u�estanosti vertikalnog osvežavanja sa kojima može da radi.

Video poja�iva� se može podeliti na dva podstepena: predpoja�iva� i izlazni poja�iva�, kako je to prikazano na slici 44. Video stepen dobija iz video kartice tri analogna signala osnovnih boja: crvene, zelene i plave, �ije amplitude iznose 0,7 do 1 V. Ovi signali se obi�no zajedni�ki poja�avaju u jednom predpoja�iva�u - integrisanom kolu (na primer LM1203N). U ovom kolu se promenom poja�anja vrši regulacija kontrasta slike na ekranu. Ve�e poja�anje zna�i ve�i raspon izme�u najsvetlijih i najtamnijih detalja na slici, to jest ve�i kontrast, i obrnuto, smanjenjem poja�anja smanjuje se i kontrast slike. U okviru ovog kola se nalaze i trimer potenciometri kojima se pojedina�no mogu podesiti poja�anja i nivoi signala u kanalima osnovnih boja, što omogu�ava precizno podešavanje balansa boja. Ova podešavanja se vrše u fabrici, i ako nije neophodno, ne treba ih obavljati pri servisiranju, jer zbog velikog broja me�usobno zavisnih potenciometara (obi�no 5 ili 6), samo podešavanje nije lako ta�no izvesti. Posle opisanog pretpoja�iva�kog kola,koje na svom izlazu daje amplitude signala oko 3 do 4 V, signali dolaze na izlazni video poja�iva�. Zadatak ovog sklopa je da obezbedi amplitudu video

Slika 44 Blok šema video poja�iva�a

signala dovoljnu za pobudu katoda katodne cevi. Ta amplituda obi�no iznosi oko 60 V. Ovaj poja�iva� se naj�eš�e realizuje kao tri zasebna poja�iva�a sa visokonaponskim tranzistorima, mada postoje i integrisana kola za tu namenu, koja u sebi sadrže sva tri izlazna poja�iva�a.

Izlazni signali iz video poja�iva�a se vode na katode katodne cevi. Pored njih na elektrode katodne cevi se dovode još neki naponi. Za grejanje katoda se na grejno vlakno može dovesti ili naizmeni�ni, ili jednosmerni napon. Kod monitora se naj�eš�e dovodi jednosmerni

NA KATODE KATODNE

CEVI

PREDPOJA�IVA�

IZLAZNI POJA�IVA�

KONTROLNI SIGNALI

R

G

B

R

G

B

SA VIDEO KARTICE

Monitori sa katodnom cevi

62

napon, zbog manjeg uticaja na kvalitet slike. Na prvu rešetku se dovodi jednosmerni napon. Ovaj napon se obi�no može menjati potenciometrom, ili kod novijih monitora posebnim kolom kojim se komanduje tasterima ili ekranskim menijem, �ime se menja naponska razlika izme�u katoda i prve rešetke, a time se reguliše i osvetljaj ekrana. Kod nekih monitora prva rešetka može biti vezana na fiksni napon (�esto na masu), a regulacija osvetljaja se obavlja u okviru video poja�iva�a. Ve� je re�eno da se na drugu rešetku katodne cevi, iz horizontalnog izlaznog stepena, dovodi jednosmerni napon reda 500 V za predregulaciju osvetljaja, a na tre�u rešetku napon reda 6 kV, kojim se vrši fokusiranje elektronskih mlazeva. Najzad na anodu katodne cevi se dovodi jednosmerni napon reda 25 kV, tako�e iz horizontalnog izlaznog stepena. Na blok šemi na slici 41 nije nacrtano, ali na katodnoj cevi postoje još neki namotaji. Jedan od njih je i namotaj za razmagnetisavanje ekrana i on se napaja iz stepena za napajanje naizmeni�nim mrežnim naponom preko otpornika sa pozitivnim temperaturskim koeficijentom (PTC otpornik). Ovaj namotaj prilikom ukju�enja monitora stvara jako naizmeni�no elektromagnetno polje, kojim se uklanjaju eventualna namagnetisanja ekrana, �ija je posledica ne�isto�a boja na ekranu. Pored tog namotaja u okviru skretnog (otklonskog) sistema postoje i namotaji za korekciju geometrijskih karakteristika slike, takozvana korekcija istok – zapad i sever – jug. Ovi namotaji služe za ispravljanje zakrivljenja slike po horizontali i vertikali, nastalih kao posledica zakrivljenja same površine katodne cevi na kojoj se stvara slika. Kod savremenih monitora postoji i posebni mikrokontroler (mikroprocesor posebne namene), koji se nalazi u sklopu procesora sinhro impulsa i sa kojim mogu da se obavljaju prakti�no sva podešavanja parametara slike na ekranu. Ta podešavanja se mogu upisati u ugra�enu memoriju, tako da je mogu�a laka i brza promena radnog režima monitora, bez potrebe za bilo kakvim dodatnim podešavanjima slike. Mikrokontroler pored ovih funkcija, zajedno sa horizontalnim izlaznim stepenom ostvaruje i zaštitne funkcije koje spre�avaju ve�e i opasnije kvarove, odnosno rad monitora u režimima koji bi mogli da budu opasni i za sam monitor i za njegovog korisnika.

NAJ�EŠ�I KVAROVI KOD MONITORA I NA�INI NJIHOVOG OTKLANJANJA

Monitori za PC ra�unare su dosta komplikovani ure�aji, a kako ih ima mnogo tipova od raznih proizvo�a�a, koji imaju uvek po neko specifi�no rešenje za neki sklop, teško je generalizovati sve mogu�e kvarove i njihove uzroke. Ipak, mogu se navesti neki karakteristi�ni kvarovi i njihovi simptomi, uz naznaku u kom stepenu monitora treba tražiti neispravnost.

• Monitor po uklju�enju uopšte ne radi, ne gori ni LED dioda koja signalizira uklju�enje

Prilikom ovakvih simptoma opravdano je pretpostaviti da ne radi stepen za napajanje,

tako da ni jedan drugi sklop u monitoru ne dobija potrebne napone napajanja. Tada je potrebno proveriti elemente u ovom stepenu i to: mrežni osigura�, grec ispravlja� (može biti realizovan kao jedinstveni element ili sa �etiri posebne diode), NTC otpornik u kolu greca, kao i filtarski elektrolitski kondenzator iza greca, prekida�ki tranzistor u primaru invertorskog transformatora (naj�eš�e MOS-FET), ispravlja�ke diode u sekundarima invertorskog transformatora i elektrolitske kondenzatore u filterima iza njih, a tako�e i integrisano kolo koje upravlja radom prekida�kog tranzistora (naj�eš�e je to kolo UC3842). Kvar sa navedenim simptomima mogu izazvati i neki od elemenata koji se nalaze oko navedenih elemenata, tako da otkrivanje neispravnog, ili neispravnih elemenata zahteva strpljenje i sistemati�nost. Kada se na�e neispravni element, potrebno je proveriti da on nije stradao zbog neke druge neispravnosti, jer ako je to slu�aj, ponovo bi došlo do istog kvara.

Monitori sa katodnom cevi

63

• Nema slike na ekranu, a LED dioda koja signalizira uklju�enje blinka Kada se nai�e na ovakve simptome, može se zaklju�iti da stepen za napajanje funkcioniše, pošto LED dioda zasvetli. Me�utim, pošto ona ne svetli trajno nego blinka, može se pretpostaviti da je neki od izlaza stepena za napajanje proptere�en i da zato stupa u dejstvo zaštita od preoptere�enja koja postoji u stepenu za napajanje. Ta zaštita prekida rad stepena za napajanje, usled �ega nestaje izlazni napon a time i preoptere�enje, pa LED dioda se gasi. Zatim stepen za napajanje ponovo po�inje da radi, LED dioda opet zasvetli, ali kako se opet javi preoptere�enje, stupa u dejstvo zaštita, i stvari se cikli�no ponavljaju. Pošto stepen za napajanje ne daje normalne izlazne napone, monitor ne radi, a LED dioda koja signalizira uklju�enje stalno blinka. U slu�aju ovakvih simptoma treba proveriti otpornosti prema masi na svim izlazima stepena za napajanje. Vrednosti ovih otpornosti mogu da budu od nekoliko stotina oma pa do nekoliko kilooma. Ako se na�e neki izlaz koji prema masi ima relativno malu otpornost, onda je verovatno neki element u kolima koja se sa njega napajaju probio, što izaziva preoptere�enje i opisane simptome. Relativno �esto se dešava da kvar ove vrste nastane u izlaznom horizontalnom stepenu, tako što probije izlazni tranzistor (Q2 na slici 43). Pošto se ovaj tranzistor napaja naponima od preko 100V, zbog njegovog proboja nastaje veliko preoptere�enje i aktiviranje prekostrujne zaštite u stepenu za napajanje. Osim proboja ovog tranzistora, opisane simptome �e izazvati i proboj nekog od elektrolitskih ili blok kondenzatora koji se nalaze duž posmatrane linije za napajanje prema masi, a mogu�i su i drugi uzroci. Kod nekih monitora, proboj izlaznog tranzistora u horizontalnom izlaznom stepenu trajno blokira rad stepena za napajanje, tako da LED dioda uopšte ne zasvetli. Tada imamo isti simptom kao i kod prethodnog kvara, ali kako vidimo, uzrok je druga�iji. Zato prilikom otkrivanja mesta kvara treba i o ovome voditi ra�una.

• Na sredini ekrana postoji horizontalna tanka bela linija

U ovom slu�aju se zaklju�uje da stepen za napajanje i horizontalni izlazni stepen ispravno rade, pošto postoji skretanje mlazeva po horizontali, ali pošto ne postoji skretanje elektronskih mlazeva po vertikali, ne funkcioniše stepen za vertikalno skretanje. Uzroci za njegovo nefunkcionisanje mogu biti razli�iti, po�ev od nepostojanja potrebnog napona za napajanje, zatim otkaza nekog od elemenata oko izlaznog vertikalnog poja�iva�a ili samog integrisanog kola koje obavlja funkciju izlaznog poja�iva�a. Ako se nai�e na ovakav kvar, treba obratiti pažnju da dugotrajno prisustvo svetle bele linije na istom mestu može oštetiti fosforne elemente na koje padaju elektronski mlazevi. Zato prilikom ispitivanja treba regulatorom osvetljaja zatamniti ekran i samo ispitivanje obaviti u što kra�em vremenu.

• Na sredini ekrana postoji vertikalna bela linija

Kod ovog simptoma ne treba po analogiji sa prethodnim kvarom zaklju�iti da ne radi

stepen za horizontalno skretanje. Ovaj stepen radi, jer da on ne radi, ne bi postojao anodni napon na katodnoj cevi, pa uopšte ne bi mogao da ekran bude bilo gde osvetljen. Ovaj kvar je relativno redak, a može ga izazvati prekid u horizontalnom skretnom kalemu (re�e) ili loš kontakt u konektoru kojim se skretni kalemovi priklju�uju na štampanu plo�u monitora (�eš�e). Loš kontakt u konektoru, �e zbog velikih struja koje teku kroz skretni kalem, izazvati zagrevanje konektora, pa može do�i �ak i do topljenja kalaja kojim je konektor zalemljen na štampanu plo�u, a time i do prestanka protoka struje kroz skretne kalemove. Ovakav kvar izaziva i gubitak kapaciteta (prekid) kondenzatora ozna�enog sa Cs na slici 43.

Monitori sa katodnom cevi

64

• Slika na ekranu postoji, ali je njena geometrija deformisana

Ovakvi simptomi ukazuju na to da kvar treba tražiti u stepenima koji upravljaju kretanjem elektronskih mlazeva, a oni se nalaze u okviru horizontalnog i vertikalnog izlaznog stepena i procesora sinhro impulsa. Pored eventualnog proboja nekog od aktivnih elemenata u tim kolima, ovakav kvar naj�eš�e izazivaju osušeni elektrolitski kondenzatori, ili blok kondenzatori kod kojih je došlo do pregrevanja. Zato treba pažljivo pregledati sve kondenzatore u navedenim sklopovima, jer svaki blok kondenzator koji nema pravilan geometrijski oblik, nego je deformisan, predstavlja mogu�i uzrok ovog kvara. Tako�e, osušeni elektrolitski kondenzatori se prepoznaju po nabubreloj izolaciji oko izvoda, ili po smanjenom ili istopljenom plasti�nom omota�u.

• Ekran je osvetljen (postoji raster), ali nema slike

Pošto je ekran osvetljen, zna�i da su stepeni za skretanje elektronskih mlazeva (procesor

sinhro impulsa, vertikalni i horizontalni izlazni stepen) ispravni, a pošto nema slike zna�i da je neispravan video poja�iva�. U ovom slu�aju greška je najverovatnije u prvom stepenu poja�anja, to jest u predpoja�iva�u, u kome se obi�no nalazi integrisano kolo LM1203N, ili neko drugo sli�no kolo. Neispravno može biti samo integrisano kolo, ili neki pasivni element oko njega. Tako�e je mogu�e da na kolo ne dolazi neki od kontrolnih signala iz drugih delova monitora.

• Slika na ekranu postoji, ali fali neka od osnovnih boja I kod kvara sa ovakvim simptomima, greška se nalazi u stepenu video poja�iva�a.

Prilikom ovog kvara na ekranu se ne vidi bela boja. Da bi se na ekranu videla bela boja, na tri susedne ta�kice sa osnovnim bojama i koje �ine najmanji element slike (dot), moraju pasti odre�eni intenziteti elektronskih mlazeva sve tri osnovne boje. Ako nedostaje bilo koji od mlazeva ne�e biti mogu�e dobiti belu boju, a i ostale boje (osim postoje�ih osnovnih) ne�e biti ta�no prikazane (�iste). Greška u ovom slu�aju je obi�no u izlaznom video stepenu, koji je realizovan posebnim tranzistorima za svaki od kanala tri osnovne boje. Zato treba proveriti tranzistor (ili tranzistore) i elemente oko njega, u poja�iva�u one boje koje nema na ekranu. Kod nekih monitora izlazni video poja�iva� je realizovan integrisanim kolom koje poja�ava sve tri osnovne boje. U ovom slu�aju treba proveriti to integrisano kolo i elemente oko njega. Naravno, pre provere ispravnosti pomenutih elemenata treba utvrditi da li postoji napon napajanja izlaznog video poja�iva�a. Ovaj napon se po pravilu dobija iz stepena za napajanje, ali se može dobiti i sa jednog od namotaja na linijskom transformatoru u horizontalnom izlaznom stepenu.

TFT monitori

65

TFT MONITORI

Sve do skora monitori za PC ra�unare su se izra�ivali isklju�ivo sa katodnom cevi. Tehnologija ovih monitora je godinama usavršavana i dovedena je do svog maksimuma. Me�utim, sa pojavom potrebe za lako prenosivim ra�unarima, bilo je jasno da katodna cev ne može da obezbedi male dimenzije i težinu. Tada se pojavljuju prvi ekrani sa te�nim kristalima, koji su u po�etku imali znatno lošije karakteristike od katodne cevi, ali su vremenom i oni napredovali, tako da su uskoro i prenosni ra�unari (lap-top, notebook) imali pristojne karakteristike. Kako su za pojedine poslove koji se rade pomo�u PC ra�unara (priprema za štampu, projektovanje i dizajn, obrada video signala ...) bili potrebni monitori sve ve�ih dijagonala ekrana (19, 21 pa i više in�a), klasi�ni monitori sa katodnom cevi su postali suviše glomazni i teški. Tako�e i veliki broj ku�nih korisnika ra�unara je želio monitor sa ve�om dijagonalom, pa je i njima bilo teško da u stanu na�u mesto za veliki monitor sa katodnom cevi. Tada se pored za izradu prenosnih ra�unara, ekrani sa te�nim kristalima po�inju da pojavljuju i u monitorima za stone (fiksne ) ra�unare. Kao što je kod dosadašnjih monitora katodna cev bila srce sistema (ona prikazuje sliku krisniku), tako je i kod TFT LCD monitora srce sistema takozvani TFT panel. Skra�enica TFT dolazi od izraza Thin Film Transistor, što zna�i tranzistor na tankom filmu, a LCD od Liquid Crystal Display, što zna�i displej sa te�nim kristalima. Radi kratko�e se umesto izraza TFT LCD monitor obi�no koristi samo TFT monitor, ali ovo nije pravilo. Sre�u se i izrazi TFT LCD monitor, kao i LCD monitor. Ukratko �e biti objašnjen princip rada TFT panela. Danas se uglavnom koriste paneli sa aktivnom matricom, pa �e samo njima i biti posve�ena pažnja. Izme�u dve staklene plo�e je uba�en specijalni materijal, te�ni kristal. Ovaj kristal je žitka masa, negde na sredini izme�u �vrstih i te�nih tela. Prime�eno je da ako se on nalazi u elektri�nom polju, u zavisnosti od ja�ine tog elektri�nog polja njegovi molekuli menjaju orijentaciju, tako da te�ni kristal više ili manje propušta svetlost. Ova osobina te�nog kristala je iskoriš�ena za realizaciju displeja za monitore. Na slici 45 je prikazan uproš�en princip realizacije aktivnog TFT panela. Donja transparentna elektroda (staklena plo�a) je podeljena na odre�en broj redova i kolona, tako da preseci redova i kolona formiraju jedini�ne elemente slike – piksele. Na svakom pikselu je specijalnim postupkom napravljen po jedan tranzistor.

Slika 45 Princip realizacije TFT panela

Tranzistori na jedini�nim pikselima su FET tipa i njihove elektrode su vezane tako da �ine jednu matricu, kao što je to prikazano na slici 46. Vidi se da su gejtovi svih tranzistora u jednom redu vezani zajedno, kao i sorsevi svih tranzistora u jednoj koloni. Drejnovi tranzistora su spojeni na površine piksela, gde se zahvaljuju�i prisustvu te�nih kristala formiraju minijaturni

TFT monitori

66

kondenzatori. Dovo�enjem odgovaraju�ih napona na redove i kolone matrice, u jednom trenutku se aktivira samo jedan tranzistor, preko koga se puni odgovaraju�i kondenzator. Od veli�ine napona na koji se svaki kondenzator napunio zavisi koli�ina svetlosti koju �e taj piksel propustiti. Kao izvor svetlosti se koriste fluorescentne (neonske) cevi sa hladnom katodom, koje su postavljene iza sendvi� strukture TFT panela.

Slika 46 Matrica TFT tranzistora

Na gornju staklenu plo�u (transparentnu elektrodu) je nanešena posebna materija koja predstavlja kolor filtar. Naime, iznad svaka tri uzastopna piksela u jednom redu postoje obojene površine iste veli�ine kao i pikseli. Te površine su u tri osnovne boje: crvena, zelena i plava, kako je to prikazano na slici 47.

Slika 47 Struktura TFT panela u boji

1. red

2. red

3. red

1. kolona 2. kolona 3. kolona

TFT monitori

67

Bela svetlost koju daje pozadinsko osvetljenje, prolazi kroz te�ni kristal u svim pikselima. Intenzitet te svetlosti zavisi od veli�ina napona koji se preko kolona matrice dovodi na TFT tranzistore, pošto se tim naponima pune elementarni kondenzatori svakog piksela. Bela svetlost koja je prošla kroz te�ni kristal dalje prolazi kroz kolor filtar, koji propušta samo one njene komponente koje imaju boju jednaku tom delu kolor filtra. To zna�i da �e iz crvenog dela kolor filtra iza�i samo crvena svetlost, iz zelenog dela samo zelena svetlost i kona�no, iz plavog dala samo plava svetlost. Pošto su dimenzije piksela vrlo male, tri susedna piksela u jednom redu, zajedno sa kolor filterom u tri osnovne boje iznad njih, mešanjem svetlosti koja prolazi kroz njih, proizvode sve mogu�e boje, sli�no kao što se doga�a i kod katodne cevi, kod koje se boje dobijaju mešanjem osnovnih boja sa tri susedne fosforne ta�ke. Uobi�ajeno je da se svaki od tri osnovna piksela koji su gore opisani, naziva podpiksel (subpixel), a sva tri zajedno se nazivaju jedini�nim (osnovnim) pikselom.

Sa slike 47 se vidi da TFT panel rezolucije m x n ima matricu TFT tranzistora sa n redova (linija) i 3m kolona. Na primer za panel reuzolucije 800 x 600, matrica ima 600 redova i 2400 kolona, odnosno ima 2400 x 800 = 1920000 tranzistora. Današnji TFT paneli dijagonale 15 in�a naj�eš�e rade u rezoluciji 1024 x 768, pa imaju 1024 x 3 x 768 = 2359296 TFT tranzistora, dok paneli dijagonale 17 in�a rade u rezoluciji 1280 x 1024, pa imaju 1280 x 3 x 1024 = 3932160 TFT tranzistora. Za razliku od monitora sa katodnim cevima koji mogu da daju kvalitetnu sliku u svim rezolucijama od minimalne (VGA) do maksimalne (odre�ene maksimalnom horizontalnom u�estanoš�u koju podržava konkretni monitor), TFT monitori rade u svojoj prirodnoj rezoluciji (1024 x 768 za 15 in�a, 1280 x 1024 za 17 in�a) odre�enoj brojem piksela (jedini�nih ta�aka). To je ujedno i maksimalna rezolucija koja se može posti�i na njima. Ako se želi slika u manjoj rezoluciji od prirodne, to se može posti�i na dva na�ina. Prvi je da se dobije slika u željenoj rezoluciji, ali �ije su dimenzije manje od dimenzija panela. Ovaj na�in nema mnogo smisla, jer se gubi na dimenzijama slike. Drugi na�in, koji se mnogo �eš�e primenjuje, je da se izvrši elektronsko skaliranje slike, tako da se ona prikaže preko celog ekrana. Me�utim, tada se dobija slika manjeg kvaliteta pošto odnosi broja ta�aka pri razli�itim rezolucijama nisu celi brojevi. Tada se broj potrebnih piksela zaokružuje na najbliži ceo broj, usled �ega dolazi do nazubljivanja pravih linija, što smanjuje kvalitet slike naro�ito kod sitijih objekata na njoj.

Zbog velikog broja potrebnih priklju�aka na TFT panelu, bilo bi apsolutno neprakti�no da se oni izvode izvan samog panela i onda spajaju na elektronske stepene monitora. Zato je deo elektronike premešten u samo ku�ište panela. Na slici 48 je prikazana blok šema jednog kompletnog TFT panela dijagonale 17 in�a, sa samim panelom i elektronskim kolima koja se nalaze u njegovom ku�ištu. Na ku�ištu panela sa spoljnje strane su smešteni konektori za priklju�enje panela na preostala elektronska kola u monitoru. Postoje dve vrste konektora. Prva vrsta služi za dovo�enje obra�enog video signala i jednosmernog napona za napajanje na panel, a druga za dovo�enje naizmeni�nog napona kojim se napajaju lampe koje daju pozadinsko osvetljenje. Za dovo�enje video signala i jednosmernog napona za napajanje, zavisno od na�ina na koji je video signal obra�en, naj�eš�e je dovoljan jedan konektor sa 30 kontakata, a postoje varijante kada se koriste i dva konektora kada je potreban ve�i broj kontakata (60 do 70). Konektori za lampe za pozadinsko osvetljenje se ne nalaze na samom ku�ištu panela, ve� iz njega obi�no izlaze posebni kablovi za svaku lampu. Na krajevima tih kablova se nalaze konektori koji se prikllju�uju na sklop invertora koji daje napon za lampe za pozadinsko osvetljenje. Obi�no se koriste dve lampe, postavljene pri gornjoj i donjoj ivici panela, ali se može na�i i ve�i broj lampi da bi se dobilo što ravnomernije pozadinsko osvetljenje. Unutar ku�išta panela, pored samog TFT panela se nalaze dve štampane plo�e. Na jednoj štampanoj plo�i, smeštenoj uz donju ili gornju ivicu panela, nalaze se integrisana kola kontrolera, DC/DC konvertora i pobudna kola za kolone. Na drugoj štampanoj plo�i, smeštenoj uz desnu ili levu ivicu panela, nalaze se integrisana pobudna kola za linije. Veza izme�u ove dve

TFT monitori

68

štampane plo�e se ostvaruje posebnim trakastim kablom naparenim na savitljivoj plasti�noj foliji.

Slika 48 Blok šema TFT panela

Na slici 49 je prikazan deo jednog TFT panela, tako da se vide delovi obe štampane plo�e sa karakteristi�nim elementima na njima.

Slika 49 Deo unutrašnjosti TFT panela sa štampanim plo�ama

1. kolona

2. kolona

1279. kolona

1280. kolona

1. li

nija

10

24. l

inija

n.

lini

ja

n. kolona

n+1. kolona

POBUDNA KOLA ZA KOLONE

PO

BU

DN

A K

OLA

ZA

LIN

IJE DC/DC

KONVERTOR ZA

NAPAJANJE POBUDNIH

KOLA

KONTROLER

PR

IKLJ

U�

NI K

ON

EK

TOR

(S

IGN

ALI

)

NEONSKE LAMPE ZA POZADINSKO OSVETLJENJE

KO

NE

KTO

RI Z

A

PO

ZAD

INS

KO

O

SV

ETL

JEN

JE

R G B R G B

R G B R G B R G B R G B

R G B R G B R G B R G B

R G B R G B

R G B R G B R G B R G B R G B R G B

TFT monitori

69

Priklju�enje izlaza pobudnih kola za linije i kolone na priklju�ne stopice na samom TFT panelu (slika 47) vrši se preko posebnih plasti�nih folija na kojima su napareni vodovi i priklju�ne stopice. Da bi se smanjile dimenzije kompletnog panela, obi�no se zahvaljuju�i tome što se za vezu sa samim panelom koriste ove savitlive folije, štampane plo�e postavljaju iza samog TFT panela, tako da se može dobiti veoma tanak okvir oko samog panela.

Na ve�oj štampanoj plo�i u ku�ištu panela se nalaze glavni kontroler, DC/DC konvertor koji daje potrebne napone za napajanje ostalih kola i pobudna kola za kolone.

Zadatak DC/DC kontrolera je da od dovedenog napona (obi�no +3,3V) napravi napone potrebne za rad pobudnih kola. Potrebna su tri napona: +8 do +10V za napajanje pobudnih kola, oko +20V za uklju�enje jedne linije, i -8 do –10V za isklju�enje svih ostalih linija. Obi�no se koristi jedno integrisano kolo koje radi kao prekida�ki regulator napona, s tim da taj regulator ima tri izlaza koji daju potrebne napone. Radi maksimalnog smanjenja dimenzija potrebnih induktivnosti i kpapacitivnosti u okviru ovog regulatora napona, njegova radna u�estanost obi�no se bira u intervalu od 600 do 1300 kHz.

Kontroler panela je složeno integrisano kolo koje prima video i sinhronizacione signale od elektronike monitora u digitalnom obliku, izvršava potrebne obrade i onda ih prosle�uje ka pobudnim kolima za linije i kolone.Video signali koji dolaze na ovaj kontroler mogu biti u dva formata. Prvi od njh je TTL format sa amplitudama napona od 2,5 ili 3,3 V. Drugi format, koji se danas �eš�e koristi, je takozvani LVDS signal (Low Voltage Differential Signaling – diferencijalni prenos sa niskim naponom). O osobinama, prdenostima i nedostacima ova dva na�ina prenosa video signala bi�e re�i kasnije kada se bude govorilo o elektronskim sklopovima u TFT monitoru.

Pobudna kola za linije i kolone primaju signale iz kontrolera, i u potrebnim trenucima, odre�enim horizontalnim i vertikalnim sinhronizacionim signalima, šalju ih na odgovaraju�e linije i kolone matrice na TFT panelu. Uprošteno prikazano, to funkcioniše na slede�i na�in:

Pod dejstvom vertikalnog sinhro impulsa iz kontrolera, na pobudno kolo koje daje napon za prvu liniju matrice se iz DC/DC konvertora dovodi napon od +20V, a za sve ostale linije napon od –8V. Tako�e se pod dejstvom horizontalnog sinhro impulsa na pobudno kolo koje daje signale triju osnovnih boja za prvu kolonu matrice dovode digitalni signali koji predstavljaju video signal za prvi piksel u prvoj liniji. U pobudnom kolu se digitalni signali obra�uju i kona�no pretvaraju u analogni oblik (napone). Ti naponi se dovode na sorsove TFT tranzistora u matrici. Kako je istovremeno na gejtovima ovih tranzistora prisutan napon +20V, ovi tranzistori provode, pa se naponima dovedenim na njihove sorsove pune kapacitivnosti u sva tri podpiksela u prvom pikselu. Od veli�ine dovedenih napona �e zavisiti i koli�ina svetlosti pozadinskog osvetljenja koja �e pro�i kroz piksel i kolor filtar iznad njega, odnosno osvetljaj i boja koja �e se videti na ekranu. Pod dejstvom horizontalnog sinhro impulsa, kontroler sada šalje signale za drugi piksel (kolonu) u prvom redu matrice. Pošto na prvom pikselu sada nema dovedenog napona na kolone, sliku obezbe�uju napunjene kapacitivnosti u prethodnom koraku. U ovom koraku se pune kapacitivnosti druge kolone u prvoj liniji. Na isti na�in se, jedna za drugom, aktiviraju svih 1280 kolona (kod 17 in�nog monitora, slika 48) u prvoj liniji. Sada se pod dejstvom kontrolera preko pobudnog kola za linije, napon od +20V dovodi na drugu liniju matrice, a prva linija dobija napon od –8V. Sada se prethodna pri�a ponavlja, to jest jedna za drugom se aktiviraju svih 1280 kolona u drugoj liniji matrice, posle �ega se prelazi na tre�u liniju i tako redom dok se ne završi sa poslednjom 1024 linijom. Tada se ponovo dolazi do prve kolone u prvoj liniji i cela pri�a se ponavlja. Vidi se da se u jednom trenutku naponi dovode samo na jedan piksel. Tada se pune kapacitivnosti tog piksela na napon koji odgovara dovedenom video signalu, odnosno potrebnoj slici. Ostali pikseli daju sliku koja odgovara naponima na koje su se njihove kapacitivnosti napunile prilikom poslednjeg aktiviranja. Pošto se ove kapacitivnosti tokom vremena prazne, potrebno ih je u odre�enim vremenskim intervalima ponovo napuniti, kako nebi došlo do pojave treperenja slike na ekranu. Kod TFT panela broj

TFT monitori

70

obnavljanja napona u svim pikselima, odnosno broj slika u sekundi iznosi 60 do 75. Drugim re�ima, vertikalna u�estanost na kojoj rade TFT monitori iznosi 60 ili 75 Hz. Zbog velikog broja linija i kolona matrice, koje je potrebno nezavisno aktivirati, pobudna kola su jako kompleksna zbog velikog broja izvoda. Na primer, uobi�ajena pobudna kola za kolone imaju po 384 izvoda za kolone (plus izvode za ulazne signale i napajanje), dok pobudna kola za linije imaju po 128 izvoda za linije. Lako se može izra�unati da je za jedan TFT panel koji radi u rezoluciji 1280 x 1024 potrebno 1280 x 3 / 384 = 10 pobudnih kola za kolone i 1024 / 128 = 8 pobudnih kola za linije. Iz napred izloženog se može zaklju�iti da je TFT panel kompleksni i skup element TFT monitora. Ipak najskuplji za izradu je sam panel sa TFT tranzistorima koji se mora raditi u jednom komadu, i gde greška u izradi nekog od, recimo 3932160 tranzistora za 17 in�ni displej, ve� dovodi do neispravnosti panela. Proizvo�a�i zato tolerišu po nekoliko neispravnih piksela na displeju.

Kao što je kod klasi�nih monitora katodna cev srce celog monitora i svi ostali sklopovi služe da joj obezbede potrebne radne uslove i signale, tako je i kod TFT monitora sam TFT panel srce sistema i svi ostali elektronski sklopovi služe za obezbe�ivanje potrebnih radnih uslova za njega. Svi ti sklopovi se nalaze obi�no na tri štampane plo�e koje su me�usobno povezane u jednu celinu koja je zatim spojena sa TFT panelom. Na slici 50 je prikazana uopštena blok šema ovih elektronskih sklopova koje TFT monitor može, ali i ne mora da ima.

Sklopovi ozna�eni sa AC/DC i DC/DC konvertor na slici 50 predstavljaju stepen za napajanje monitora. Kod TFT monitora postoje dve koncepcije stepena za napajanje.

Kod jedne je sklop AC/DC konvertora smešten u posebno ku�ište. Takav sklop �ini jedan prekida�ki stepen za napajanje, koje na svom izlazu daje jedan jednosmerni napon, obi�no od +12 do +18 V. Taj napon se onda preko konektora na ku�ištu monitora dovodi na sklop DC/DC konvertora, koji je obi�no smešten na glavnoj plo�i monitora. DC/DC konvertor od jednosmernog napona koji dolazi iz AC/DC konvertora, pravi nekoliko manjih jednosmernih napona. Vrednosti tih napona su obi�no +5, +3,3 i +2,5 V, ali mogu biti i druga�ije. Za dobijanje nekih od ovih napona (+5 V i eventualno +3,3 V) se koriste prekida�ki stabilizatori napona, dok se za neke napone koji daju manje struje koriste i linearni stabilizatopri napona. Pri tome se ovi naponi posebnim filterskim elementima (prigušnicama i kondenzatorima) odvojeno vode na pojedine sklopove u monitorima, to jest razdvajaju se napajanja sklopova za obradu analognih i digitalnih signala u monitoru.

Kod druge koncepcije sklopa za napajanje, ceo sklop napajanja se nalazi unutar ku�išta monitora. Tada se obi�no na posebnoj štampanoj plo�i nalazi sklop AC/DC konvertora koji sada daje dva napona (+12 do +18 V i +5 V). Naravno da se i ovde koristi prekida�ki stepen za napajanje. Ovim naponima se sada napajaju ostali sklopovi u monitoru, i to ve�im naponom invertor za pozadinsko osvetljenje, a naponom +5 V glavna plo�a monitora. Na glavnoj plo�i se sada nalaze elementi DC/DC konvertora koji daju ostale potrebne napone (+3,3 V, +2,5 V). Oni su obi�no realizovani kao linearni stabilizatori napona.

Funkcionalno nema nekih razlika izme�u ove dve koncepcije stepena za napajanje. Kod prve vrste izvan monitora postoji ispravlja� (AC/DC konvertor). Zato ku�ište monitora može da bude tanje i lakše. Druga dobra osobina ove koncepcije je u tome da ako do�e do kvara u AC/DC konvertoru, monitor se ne mora otvarati zbog popravke, ve� se ispravlja� jednostavno zameni istim takvim, ili �ak i drugim tipom koji daje isti napon. Zato je popravka brža i jeftinija. Nedostatak ovog rešenja je još jedno ku�ište i jedan kabl više oko ra�unara, gde i onako ima ve� dovoljno raznih kablova. Kod koncepcije kod koje je kompletan sklop napajanja unutar ku�išta monitora situacija je obrnuta. Debljina i težina ku�išta su nešto ve�e, a u slu�aju kvara na AC/DC konvertoru, monitor se mora otvoriti i popraviti sam sklop (ne može se zameniti sklopom sa nekog drugog tipa monitora). Kod ovoga treba napomenuti da se kvarovi u stepenu za napajanje naj�eš�e dešavaju upravo na AC/DC konvertoru. Popravka je u ovom slu�ju dugotrajnija i skuplja.

TFT monitori

71

Slik

a 50

Blo

k še

ma

TFT

mon

itora

TFT monitori

72

Uklju�enje i isklju�enje pojedinih napona napajanja, odnosno redosled njihovog pojavljivanja i nestajanja, se kontroliše pomo�u sklopa mikrokontrolera. Ovo je potrebno zato što pojedini sklopovi u monitoru, a posebno sam TFT panel, zahtevaju ta�an vremenski redosled pojavljivanja napona za napajanje i signala slike. Zato se napon za napajanje TFT panela (Vp na slici 50) kao i neki naponi za napajanje dela digitalnih sklopova u monitoru posebno uklju�uju preko elektronskih prekida�a �ijim radom upravlja mikrokontroler.

Pored funkcije upravlajnja stepenom za napajanje sklop mikrokontrolera ima i druge važne uloge za funcionisanje celokupnog monitora. Na njega je priklju�en prednji panel na kome se nalaze tasteri kojima korisnik upravlja radom monitora i jedna ili više LED dioda koje korisnika obaveštavaju o režimu rada u kome se monitor nalazi. Mikrokontroler prima komande korisnika sa pritisnutih tastera, prepoznaje ih, i na osnovu njih zapo�inje odgovaraju�u operaciju. Tako�e on daje napone za pobu�ivanje LED dioda na prednjem panelu. Mikrokontroler tako�e upravlja radom invertora za fluorescentne lampe u TFT panelu koje daju pozadinsko osvetljenje. Zadatak ovog invertora je da, koriste�i napon Vi dobijen iz AC/DC konvertora u stepenu za napajanje, proizvede naizmeni�ni napon veli�ine 600 – 800 V, i u�estanosti reda 40 – 100 kHz, potreban za pobu�ivanje i funkcionisanje fluorescentnih cevi sa hladnom katodom (Cold Cathode Fluorescent Lamp – CCFL). Mikrokontroler upravlja radom ovog invertora obi�no pomo�u dva kontrolna signala. Signalom BKLT_EN (Backlight Enable) se omogu�uje po�etak rada invertora, pošto on mora biti u odre�enom trenutku u odnosu na pojavu ostalih napona, dok se signalom BRIGHT menja veli�ina izlaznog naimeni�nog napona, a time i ja�ina pozadinskog osvetljenja, odnosno osvetljaj slike na TFT panelu. U sklopu ovog invertora se obi�no nalaze dva identi�na invertora sa zajedni�kim upravlja�kim kolom. Na izlazima ovih invertora se nalaze visokonaponski transformatori na �ijim sekundarima se dobija naizmeni�ni napon u�estanosti 40 do 100 kHz, sa naponom koji u trenutku uklju�enja iznosi oko 1200 V (ovaj napon je potreban da bi fluorescentne lampe sa hladnom katodom po�ele da svetle), a zatim tokom normalnog rada vrednost napona iznosi oko 600 do 800 V.

Pored navedenih sklopova, mikrokontroler kontroliše rad i sklopova u kojima se obra�uje video signal, a to su kao što je prikazano na slici 50, A/D konvertor i skaler. U daljem tekstu �e biti objašnjena uloga ovih sklopova.

Povezivanje monitora na PC ra�unar se može obaviti na dva na�ina. Prvi je pomo�u standardnog VGA konektora za analogne video signale, kakav se upotrebljava i kod klasi�nih monitora sa katodnom cevi. Drugi na�in, koji se pojavio tek sa pojavom monitora sa ekranom od te�nih kristala, je povezivanje pomo�u takozvanog DVI (Digital Visual Interface) konektora za digitalne video signale. Osnovna ideja za primenu ovog konektora se sastoji u tome da pošto se u video kartici ra�unara obra�uje video signal u digitalnom obliku, a i pošto se skoro sva obrada video signala u TFT monitoru tako�e obavlja u digitalnom obliku, mogu se izbe�i dve konverzije video signala. Prva konverzija je digitalno/analogna konverzija u video kartici, pomo�u koje se digitalni video signal pretvara u analogni signal potreban za klasi�ne monitore sa katodnom cevi. Druga konverzija je analogno/digitalna konverzija na ulazu TFT monitora, kojom se dovedeni analogni video signali pretvaraju u digitalni oblik kakav je potreban u TFT monitorima. I pored današnje unapre�ene tehnologije D/A i A/D konverzije, njihovo koriš�enje neminovno izaziva izobli�enja i greške u video signalu, a time i smanjenje kvaliteta prikazane slike na ekranu monitora. Zato je uveden novi konektor preko koga se digitalni signal iz video kartice direktno, bez konverzija, dovodi u TFT monitor, gde se nastavlja njegova obrada u digitalnom obliku. Na taj na�in se, izbegavaju�i dve konverzije video signala (iz digialnog u analogni oblik, pa zatim iz analognog ponovo u digitalni oblik), može posti�i kvalitetnija slika na TFT monitoru. Postoje dve vrste DVI konektora. Prva je DVI-D konektor koji prenosi samo digitalne video signale. Druga vrsta je DVI-I konektor preko koga se mogu pored digitalnih preneti i analogni video signali. Današnje kvalitetnije video kartice imaju na sebi i standardni VGA konektor za analogne signale i naj�eš�e DVI-I konektor za digitalne i analogne video signale. Na slici 51 je prikazan izgled DVI-I konektora. Ovaj konektor je univerzalan jer se na

TFT monitori

73

njega mogu priklju�iti kako TFT monitori koji imaju digitalni ulaz, a tako�e pomo�u posebnog adaptera i monitori sa analognim video ulazom (bilo sa katodnom cevi, bilo sa panelom sa te�nim kristalima.

Slika 51 DVI-I konektor

Zbog velikog broja piksela koji formiraju sliku na ekranu monitora, naravno da se pomo�u DVI konektora ne mogu istovremeno preneti digitalni podaci o svim pikselima. Zato se ovi podaci prenose serijski (redno) koriste�i takozvani TMDS postupak – Transmission Minimized Differential Signaling (diferencijalni prenos sa minimalnim tranzicijama). Kod ovog postupka se po osam bitova svake od tri osnovne boje (crvene, zelene i plave) zajedno sa po dva kontrolna bita pretvaraju u po deset bitova koji se prenose dvoži�no, diferencijalnim prenosom preko tri kanala. Po �etvrtom kanalu se prenosi takt signal koji omogu�ava sinhronizaciju signala boja prilikom stvaranja TMDS signala u video kartici i njihovog ponovnog pretvaranja iz TMDS oblika u po�etne TTL signale u TMDS prijemniku u TTF monitoru. Osobina diferencijalnog prenosa je da je veoma otporan na spoljašnje smetnje, a tako�e pošto se koriste relativno niski naponi i zahvaljaju�i primenjenom algoritmu kodovanja sa minimalnim brojem tranzicija nivoa, uticaj prenošenih signala na okolinu je znatno manji nego kada bi se koristio paralelni prenos signala sa TTL nivoima. Standardni DVI-I konektor prikazan na slici 51 ima mogu�nost priklju�ivanja šest diferencijalnih kanala sa podacima o slici i jednog diferencijalnog kanala sa signalom takta. Na taj na�in se istovremeno mogu preneti podaci o dva uzastopna piksela u slici (jedan je parni a drugi neparni piksel). Ova dva piksela koriste zajedni�ki kanal za signal takta i njihovim istovremenim prenosom se postiže dvostruko ve�i propusni opseg video signala, odnosno za isti broj prenetih podataka je potrebna upola manja u�estanost takta nego kad bi se koristio prenos samo po jednog piksela u jednom trenutku. Me�utim, ve�ina današnjih monitora koji imaju i DVI ulaz koristi prenos samo jednog piksela u jednom trenutku, odnosno koristi samo tri diferncijalna kanala za prenos podataka o slici i jedan kanal za prenos takt signala. Preostala tri diferencijalna kanala za podatke onda ostaju neiskoriš�ena. Od ova dva navedena ulazna priklju�ka svi TFT monitori obavezno imaju analogni VGA prilju�ak radi o�uvanja kompatibilnosti sa ogromnim brojem video kartica u PC ra�unarima koje imaju samo analgni (VGA) izlaz. Jeftiniji TFT monitori imaju samo ovaj analogni (VGA) ulazni priklju�ak, dok monitori viših klasa imaju i DVI priklju�ak za digitalne video signale. Zato i TFT monitori obavezno imaju blok analogno/digitalnog konvertora (A/D KONVERTOR u blok šemi na slici 50). Funkcija ovog sklopa je da dovedene analogne video signale prevede u digitalni oblik. Pošto se za prikaz svake od triju osnovnih boja kod današnjih monitora koristi po osam bita, A/D konvertor na svojim izlazima daje ukupno 24 bita, odnosno po osam bitiova za svaku od tri osnovne boje (magistrale podataka RA(0..7), GA(0..7) i BA(0..7) na slici 50). U svakom trenutku na izlazima A/D konvertora se nalazi podatak o jednom pikselu. U slede�em trenutku (takt intervalu), na izlazima su podaci o slede�em pikselu, i tako redom dok se ne dobiju podaci o svim pikselima koji �ine sliku. Sinhronizaciju pojave podataka o pikselima

TFT monitori

74

obavlja mikrokontroler na osnovu horizontalnih i vertikalnih sinhro impulsa koji se sa VGA konektora dovode na njega. Monitori koji imaju i DVI priklju�ak za digitalne video signale moraju da imaju i sklop TMDS prijemnika. Ovaj sklop preko DVI priklju�ka prima diferencijalne video signale i signal takta iz video kartice i dekoduje ih u tri grupe osmobitnih digitalnh video signala osnovnih boja sa TTL nivoima (magistrale podataka RD(0..7), GD(0..7) i BD(0..7) na slici 50). Tako se na izlazu TMDS prijemnika dobijaju osmobitni podaci o tri osnovne boje koje sa�injavaju svaki piksel. Pošto se monitor sa ra�unarom povezuje ili preko analognog VGA priklju�ka, ili preko digitalng DVI priklju�ka, mikrokontroler prepoznaje koji je od ta dva priklju�ka aktivan i prema tome aktivira ili A/D konvertor ili TMDS prijemnik. Izlazi A/D konvertora i TMDS prijemnika se vode na slede�i sklop u TFT monitoru, a to je skaler. Ovo je funkcionalkno i hardverski najkomplikovaniji sklop u monitoru. Njegov zadatak je da obavlja razne obrade digitalnih video signala, kao što su podešavanje kontrasta i osvetljaja slike, podešavanje zasi�enja boja i sli�no. Ipak najvažniji njegov zadatak je takozvano skaliranje slike. Naime, poznato je TFT panel ima ta�no odre�enu prirodnu rezoluciju (broj piksela). Ako je rezolucija video signala koji dolazi iz grafi�ke kartice na ra�unaru jednaka prirodnoj rezoluciji TFT panela, onda nije potrebna promena veli�ine piksela (skaliranje). Me�utim ako se iz video kartice dovede video signal u rezoluciji koja je niža o prirodne rezolucije TFT panela, tada bi slika na panelu imala manje dimenzije, odnosno bilo bi osvetljeno samo onoliko piksela kolika je i rezolucija dolaze�eg video signala. Da bi se to izbeglo, vrši se skaliranje (pove�anje veli�ine piksela). Na žalost, odnosi broja piksela pri raznim rezolucijama slike (i po horizontalama i po vertikalama) nisu celi brojevi, pa se veli�ina originalnog piksela ne može množiti celim brojem. Zato se moraju koristiti algoritmi skaliranja sa množenjem veli�ine piksela decimalnim brojevima, posle �ega se izra�unata veli�ina zaokružuje na najbliži ceo broj.

Slika 52 Dva algoritma skaliranja sa VGA na XGA rezoluciju

Na slici 52 je prikazan oblik slova „O“ prikazan u VGA rezoluciji (640 x 480 ta�aka) i izgled istog slova u XGA rezoluciji (1024 x 768 ta�aka) za dva algoritma skaliranja. Odnos broja ta�aka za ove dve rezolucije je 1024/640 = 768/480 = 1,6. Sa slike se vidi da oblik slova u skaliranoj slici ne može da bude isti kao u originalu. Od kvaliteta skaliranja, odnosno od primenjenog algoritma skaliranja, zavisi i kvalitet prikazane slike na ekranu TFT monitora. Ipak, generalno se može re�i da TFT monitor treba da radi u prirodnoj rezoluciji, kada ima najbolji kvalitet i idealnu geometriju slike. Ako je potrebno prikazati sliku u nekoj nižoj rezoluciji,

TFT monitori

75

neizbežan je gubitak kvaliteta prikazane slike, naro�ito na oštrim ivicama (tekst, sitni detalji). Kvalitetniji skaleri omogu�avaju korisniku da ako dovede iz ra�unara signal više rezolucije od prirodne rezolucije TFT panela, a koja se u principu ne može prikazati na na panelu, ipak dobije sliku koja se sada skalira na nižu (prirodnu) rezoluciju. Tako dobijena slika i ako je lošeg kvaliteta, omogu�ava korisniku da podesi radni režim (rezoluciju) video kartice na ra�unaru da odgovara prirodnoj rezoluciji TFT panela.

U sklopu skalera se obi�no nalazi i kolo koje generiše korisni�ke menije na ekranu, preko kojih korisnik obavlja željena podešavanja slike. Taj deo skalera se naziva OSD (On Screen Display) generator.

Broj slika u sekundi koji TFT monitori mogu da prikažu (ušestanost vertikalnog osvežavanja) iznosi 60 do 75 Hz. Ako priklju�eni analogni video signal iz ra�unara ima ve�u vertikalnu u�estanost, jeftiniji monitori �e na ekranu ispisati poruku o grešci sa savetom za smanjenje vertikalne u�astanosti. Bolji (skuplji) monitori u sebi sadrže izvesnu koli�inu RAM memorije (24 do 64 MB) u koju smeštaju dobijene podatke o pikselima koji �ine sliku. Ta memorija se naziva bafer slike (frame buffer, frame store). Ako je u�estanost vertikalnog osvežavanja ve�a od maksimalne u�estanosti koju podržava TFT panel, onda skaler, koriste�i podatke o slici smeštane u RAM memoriji, vrši konverziju broja slika na manju vrednost (FRC – Frame Rate Conversion). Na taj na�in se smanjuje vertikalna u�estanost obra�enog digitalnog video signala, tako da ona bude u radnom opsegu TFT panela. Kao što je RAM memorija na mati�noj plo�i ra�unara vezana za mikroprocesor preko magistrale podataka, adresne i kontrolne magistrale, tako je i RAM nenorija u TFT monitoru istim takvim magistralama vezana za skaler.Sklop skalera svoje složene i mnogobrojne zadatke izvršava u tesnoj koordinaciji sa mikrokontrolerom, sa kojim je povezan nizom kontolnih linija.

Na izlazu iz skalera se dobijaju obra�eni digitalni video signali. Današnji skaleri obi�no na svom izlazu daju podatke za dva uzastopna piksela, jedan neparni i slede�i parni. Svaki od ta dva piksela je predstavljen sa tri osmobitne vrednosti koje odgovaraju signalima tri osnovne boje. Na slici 50 to su signali RO(0..7), GO(0..7) i BO(0..7) za neparni (odd) piksel i RE(0..7), GE(0..7) i BE80..7) za parni (even) piksel. Pored ovih signala za parni i neparni piksel, na izlzu skalera se pojavljuju i kontrolni signali za TFT panel: P_EN (Panel Enable – omugu�avanje panela), PHS (Panel Horizontal Synchro – horizontalni sinhro impulsi panela), PVS (Panel Vertical Synchro – vertikalni sinhro impulsi panela) i PCLK (Panel Clock – takt panela).

Svi ovi signali (signali neparnih i parnih piksela i kontrolni signali) su TTL naponskim nivoima. Ovi signali se mogu u ovom obliku direktno voditi na TFT panel. Tako je i ra�eno kod starijih TFT monitora. Dobra strana ovakvog na�ina pobu�ivanja TFT panela je jenostavnost (nisu potrebna dodatna integrisana kola), a loša strana je veliki broj potrebnih paralelnih linija za povezivanje skalera i TFT panela. Ako se istovremeno prenosi i neparni i parni piksel, onda je potrebno 2 x (3 x 8) = 48 linija za podatke o slici, zatim 4 linije za kontrolne signale i izvestan broj linija za dovod napona napajanja i mase (obi�no po 3 do 4), tako da je ukupno potrebno oko 60 paralelnih linija. Pošto se ovim linijama prenose digitalni signali sa TTL nivoima, izme�u njih je teško spre�iti me�usobna preslušavanja, koja mogu uticati na pojavu izobli�enja i smetnji u prikazanoj slici. Druga mana ovakvog rešenja je u tome što zbog visokih u�estanosti signala koji se prenose ovim paralelnim linijama dolazi do pojave elektri�nog polja (zra�enja) oko monitora. To polje može izazvati smetnje u radu drugih okolnih ure�aja i sklopova. Zato se mora voditi ra�una o odgovaraju�em oklapanju kabla za vezu izme�u skalera i TFT panela.

Kod novijih monitora primenjuje se drugi na�in povezivanja skalera i TFT panela. Koristi se takozvani LVDS postupak prenosa (Low Voltage Differential Signaling – diferencijalni prenos sa niskim naponom). Kod ovog na�ina povezivanja 24 bita podataka o slici zajedno sa 4 kontrolna signala se vode na jedno integrisano kolo koje igra ulogu LVDS predajnika. Ono od dobijenih 28 paralelnih ulaznih signala, pravi pet diferencijalnih kanla po kojima se podaci prenose serijski. Po �etiri kanala (LVDS0, LVDS1, LVDS2 i LVDS3) se prenose podaci o slici, a po petom (LVDSCK) kontrolni podaci. Kao što se vidi sa slike 50,

TFT monitori

76

postojie posebni LVDS predajnici za neparne i za parne piksele, koji koriste zajedni�ke kontrolne signale. Na taj na�in je broj potrebnih linija za vezu sa TFT panelom smanjen na 2 x (5 x 2) = 20 za signale, plus 6 do 8 linija za dovod napajanja i mase, što ukupno �ini maksimalno manje od 30 linija. Pošto se po tim linijama prenoise podaci u diferencijalnom režimu, zbog velike otpornosti diferencijalnog prenosa na preslušavanja i spoljašnje smetnje, prakti�no nema štetnih uticaja izme�u pojedinih kanala, a time nema ni izobli�enja u slici. Tako�e, zbog malih naponskih nivoa koji se koriste pri diferncijalnom prenosu (oko 0,3V) prakti�no nema opasnosti od uticaja na okolne ure�aje i sklopove, pa se o oklapanju ne mora voditi onoliko ra�una kao kod paralelnog prenosa signalima TTL nivoa. Nedostatak ovakvog na�ina povezivanja skalera i TFT panela je u potrebi za još 2 integrisana kola za LVDS predajnike i 2 integrisana kola za LVDS prijemnike u TFT panelu. Me�utim, pri današnjem stepenu razvoja tehnologije proizvodnje integrisanih kola i pri velikim serijama tih kola koja se danas proizvode, cena i komplikovanija konstrukcija su znatno manji nedostaci od pozitivnih osobina ovog rešenja (smanjen broj linija za povezivanje i mnogo manja elektri�na polja oko linija). Kao što je ve� re�eno, u blok šemi TFT monitora na slici 50 su prikazani sklopovi koje on može ali i ne mora da ima. Na primer, jeftiniji monitori nemaju priklju�ak za digitalne video signale, pa prema tome nemaju potrebe ni za TMDS prijemnikom. Tako�e, ovakvi monitori obi�no nemaju ni RAM memoriju, pošto u njima nije predvi�ena konverzija broja slika koje se mogu prikazati u jednoj sekundi. Raniji modeli monitora nisu posedovali ni TMDS predajnik (ili TMDS predajnike ako se koristi istovremeni prenos i parnog i neparnog piksela). Još uvek postoje modeli kod kojih se u jednom trenutku prenose podaci samo o jednom pikselu, bez obzira da li se za vezu izme�u skalera i panela koristi paralelni TTL ili serijski LVDS prenos, ali su mnogo �eš�i modeli koji istovremeno prenose podatke o dva piksela (parnom i neparnom).

Što se ti�e tehnološkog izvo�enja sklopova sa slike 50, u opštem slu�aju svaki od prikazanih sklopova sadrži svoje posebno integrisano kolo, ili i više njih. Sklopovi su obi�no raspodeljeni na tri štampane plo�e. Na osnovnoj (glavnoj) štampanoj plo�i se nalaze A/D konvertor, TMDS prijemnik, skaler, RAM memorija, mikrokontroler, LVDS predajnici i DC/DC konvertor. Na drugoj štampanoj plo�i se nalazi komandni panel sa tasterima i LED diodama. Sadržaj tre�e štampane plo�e zavisi od na�ina realizacije sklopa AC/DC konvertora. Ako je ovaj konvertor unutar ku�išta monitora, onda se na tre�oj štampanoj plo�i nalaze AC/DC konvertor i invertor za neonske (fluorescentne) lampe. Ako je AC/DC konvertor izveden kao posebni sklop koji se nalazi izvan ku�išta monitora, onda se na tre�oj štampanoj plo�i nalazi samo invertor za neonske lampe. Naravno ovo nije apsolutno pravilo, pošto su kod nekih modela mogu�a su i druga rešenja

Najkompleksnije integrisano kolo je svakako ono koje vrši funkcije skalera. Zavisno od tipa ono može imati od 100 pa do preko 300 pinova. U cilju minijaturizacije i smanjenja cene osnovne (glavne) štampane plo�e, u okviru integrisanog kola skalera se �esto nalaze i jedan ili više ostalih sklopova kao što su: A/D konvertor, TMDS prijemnik, mikrokontoler pa �ak i LVDS predajnik. Ovo integrisano kolo, a i tako�e i ostala integrisana kola, kao i ve�ina ostalih pasivnih elemenata su izra�eni u tehnologiji za SMD montažu (Surface Mounted Devices – elementi za površinsku montažu). Ova �injenica, kao i sama kompleksnost integrisanih kola, �ine eventualne popravke neispravnih TFT monitora na nivou komponenti veoma teškim, pogotovu što neka od tih integrisanih kola nisu ni dostupna na slobodnom tržištu.

U našim uslovima je mogu�e popravljati stepene za napajanje (AC/DC i DC/DC konvertore) jer oni obi�no koriste standardna integrisana kola koja nisu previše komlpeksna i mogu se na�i na tržštu. Po pravilu su AC/DC konvertori izvedeni kao prekida�ki stepeni, dok kod DC/DC konvertora sre�emo i prekida�ke i linearne stepene. Za ostale sklopove popravka na nivou elemenata je vrlo teška, ali tu se, ako to mogu�nosti dozvoljavaju, može probati sa zamanama �itavih štampanih plo�a, tako da se metodom eleiminacije do�e do neispravnog sklopa.

TFT monitori

77

Kao ilustracija metode eliminacije prilikom pronalaženja neispravnog sklopa kod TFT monitora, dat je deo servisnog uputstva za jedan TFT monitor.

TFT monitori

78

AB

D

TFT monitori

79

C

TFT monitori

80

Laserski štampa�i

81

LASERSKI ŠTAMPA�I

UVOD

Dostignu�a u oblasti ra�unarske tehnike i razvoja informacionih sistema kao i masovna

proizvodnja personalnih ra�unara, nametnuli su i nove zahteve u oblasti štampa�a. Klasi�ni štampa�i bazirani na složenim elektromehani�kim elementima nisu obezbe�ivali kvalitetan otisak pri štampanju, stvarali su veliku buku, a brzina štampanja im je bila relativno mala. Tako�e, složeni precizni mehanizmi štampa�a nisu bili dovoljno pouzdani u radu, što je uticalo na troškove njihovog održavanja.

Te zahteve u najve�oj meri ispunjavaju laserski štampa�i, koji u odnosu na klasi�ne pružaju niz prednosti:

• velika brzina štampanja dokumenata, • visok kvalitet otiska pri štampanju kako teksta, tako i grafike, • laserska tehnika (modulacija laserskog zraka) kao i programsko upravljanje funkcijama

štampa�a omogu�ili su da se jednostavno generišu svi alfanumeri�ki karakteri i grafika razli�itih tipova,

• visok estetski izgled alfamuneri�kih karaktera i grafi�kih simbola, izbor i koriš�enje velikog broja fontova, kako numeri�kih, tako i namenskih, zna�i i visok estetski izgled samog dokumenta,

• štampanje na razli�itim vrstama materijala i u razli�itim formatima (bankpostu, pausu, kovertama, nalepnicama, P.V.C. folijama, termo-stabilnim folijama, folijama u boji i sli�no),

• mala buka (prakti�no bešuman rad). Laserski štampa�i se svrstavaju u složene elektronske ure�aje kako po njihovoj

konstrukciji, tako i po primenjenim tehnikama. Nastali su kao rezultat sinteze niza tehnika i tehnologija:

• mikroelektronike • laserske tehnike • optike • precizne mehanike • elektrofotografije • programskog upravljanja i drugih.

Iako su laserski štampa�i složene elektronske mašine, oni su relativno malih dimenzija,

lako prenosivi i pogodni za rukovanje svih struktura korisnika. Potrebno je re�i da oni, sve masovnijom proizvodnjom i svakodnevnim usavršavanjem zahvaljuju�i razvoju tehnologije, postaju i po ceni sve bliži klasi�nim štampa�ima, kao i najširem sloju potroša�a.

Posebno mesto u porodici laserskih štampa�a zauzimaju kolor laserski štampa�i, �ijim su se nastankom zaokružili i najstroži zahtevi, potrebe i mogu�nosti veoma zahtevnog tržišta.

Obzirom na sve ve�u primenu laserskih štampa�a, koja za sobom neminovno vodi i brojne kvarove, od interesa je upoznati osnovne principe rada crno-belih laserskih štampa�a, mogu�e greške na njima kao i na�ine popravke i otklanjanje kvarova.

Postoji više proizvo�a�a koji u svojoj ponudi imaju laserske štampa�e, npr. HEWLETT PACKARD, EPSON, CANON, XEROX, koji se po kvalitetu izdvajaju od ostalih.

Dalje izlaganje ima za cilj da kaže više o na�inu rada laserskih štampa�a, principa i procesa koji se u njemu odvijaju tokom rada, kao i o naj�eš�im problemima u radu i na�inima da se kvarovi i zastoji otklone i prevazi�u.

Laserski štampa�i

82

CRNO BELI LASERSKI ŠTAMPA�I

Na slici 53 je prikazan presek kroz jedan tipi�ni crno beli laserski štampa�, a na slici 54 njegova principska blok šema sa glavnim sistemima koji omogu�avaju njegovo funkcionisanje.

Slika 53 Presek kroz crno beli laserski štampa�

Slika 54 Principska šema laserskog štampa�a

Laserski štampa�i

83

Radi razumevanja na�ina rada laserskih štampa�a, neophodno je definisati i detaljno opisati sisteme koji omogu�avaju štampanje dokumenata na ovim ure�ajima. Rad laserskog štampa�a zahteva interakciju nekoliko razli�itih tehnologija: elektronike, optike, elektrofotografije, mehanike itd. Svaki proces funkcioniše nezavisno, ali mora biti usaglašen sa ostalima.

Razlikujemo dva osnovna sistema: A – sistem formiranja slike B – sistem za transport i kontrolu protoka papira kroz štampa�

A. Sistem formiranja slike

Proces formiranja slike sastoji se iz 7 faza ( slika 55 ) 1. uspostavljanje primarnog naelektrisanja ( conditioning, primary charging ) 2. ispisivanje ( formiranje otiska slike ) (writing, scanning exposure) 3. razvijanje ( developing ) 4. prenošenje ( transfering ) 5. odvajanje (separation) 6. fiksiranje ( fusing ) 7. �iš�enje ( cleaning )

Slika 55 Faze u formiranju slike kod laserskog štampa�a

U procesu formiranja slike centralnu ulogu igra toner kaseta (cartridge). Toner kaseta (slika 56) se sastoji iz:

1. fotoosetljivog bubnja (print drum, photosensitive drum) 2. valjka za nanošenje primarnog naelektrisanja (primary charging roller) 3. valjka za razvijanje (developing roller) 4. ure�aja za �iš�enje otpadnog tonera (cleaning blade) 5. kontejnera za toner, 6. kontejnera za otpadni toner.

Laserski štampa�i

84

Slika 56 Toner kaseta

Fotoosetljivi bubanj (slika 57) je centralna komponenta toner kasete, oko koje se odvija

�itav niz operacija koje omogu�avaju formiranje slike na njegovoj površini i njen prenos na papir. Fotoosetljivi bubanj je napravljen od aluminijumskog cilindra, koji je presvu�en slojem neotrovnog, organski fotoprovodnog materijala. Aluminijumska osnova bubnja je elektri�ki povezana sa masom. Organski fotoprovodni materijal ima osobine sli�ne fotodiodi. Ako nije izložen svetlosti on je neprovodan.

Slika 57 Fotoosetljivi bubanj Ako se površina bubnja negativno naelektriše, pa se jedan njen deo izloži dejstvu

svetlosti, onda delovi bubnja koji su bili izloženi svetlosti postaju elektri�ki provodljivi (samo u jednom smeru) tako da se negativna naelektrisanja sa te površine kre�u ka aluminiskoj osnovi bubnja i odatle do mase. Delovi površine bubnja koji nisu bili izloženi svetlosti ostaju neprovodljivi pa zadržavaju svoje negativno naelektrisanje.

Uloge ostalih delova toner kasete bi�e objašnjene u nastavku, prilikom opisa svake od faza koje se u toner kaseti dešavaju.

U toner kaseti se odvijaju faze: �iš�enje, uspostavljanje primarnog naelektrisanja, ispisivanje slike i razvijanje slike. Pored toner kasete u procesu formiranja slike ulogu igraju i laserski moduo sa sistemom ogledala, kao i sistem za transfer slike i grejni �istem (sistem za fiksiranje) tonera. Uloga svakog od ovih sitema �e biti posebno objašnjena.

1. Faza �iš�enja

U toku ove faze, fotoosetljivi bubanj se priprema za prijem slike. Tokom štampe bubanj

se stalno okre�e, �ine�i nekoliko punih rotacija po jednoj odštampanoj stranici. Pre formiranja

Laserski štampa�i

85

slede�eg dela slike iz naredne rotacije, toner koji je ostao od prethodne rotacije mora biti o�iš�en. Tokom faze �iš�enja, slika 58, gumena oštrica za �iš�enje (cleaner blade) uklanja sav višak tonera sa fotoosetljivog bubnja (photosensitive drum). Taj suvišan toner se smešta u sklonište otpadnog tonera (waste toner case) u toner kaseti i više se ne koristi za štampanje.

Slika 58 Faza �iš�enja

2. Faza uspostavljanja primarnog naelektrisanja ( slika 59 )

Slika 59 Faza uspostavljanja primarnog naelektrisanja

Posle �iš�enja, neophodno je pripremiti novo po�etno stanje na fotoosetljivom bubnju za slede�u stranicu. Ovaj proces se sastoji od polarizacije fotoosetljivog bubnja stalnim negativnim naelektrisanjem po celoj njegovoj površini. Ovo se radi uz pomo� drugog, negativno naelektrisanog valjka (primary charging roller) smeštenog tako�e u toner kaseti. Taj drugi valjak je prevu�en slojem provodne gume. Na njega se dejstvuje naizmeni�nim (AC) prednaponom da bi se otklonilo svako drugo naelektrisanje od prethodne slike. Pored toga, na taj valjak deluje i jednosmerni (DC) prednapon da bi se stvorio stalan negativan potencijal na površini valjka. Veli�ina jednosmernog napona je prilago�ena gustini štampe. Trenjem ovog valjka o fotoosetljivi bubanj, prenosi se negativno nalelktrisanje na celu površinu fotoosetljivog bubnja.

Laserski štampa�i

86

3. Faza ispisivanja – formiranja elektrostati�ke slike ( slika 60 )

U ovoj fazi, laserski snop se koristi za pražnjenje negativnog potencijala bubnja (iz predhodne faze) na masu, pomo�u fokusirane laserske svetlosti, na odre�enim delovima površine fotoosetljivog bubnja, odnosno na mestima na kojima treba da se nalaze elementi slike koju treba odštampati. Ovo stvara nevidljivu elektrostati�ku sliku, koja se kasnije, nanošenjem praha tonera, razvija u vidljivu sliku. Laserski zrak proizvodi laserska dioda koja je modulisana strujom �iji je intenzitet proporcionalan svetlini površine na slici koja treba da se odštampa. Laserski zrak koji obrazuje dioda pada na rotiraju�e ogledalo (može biti dvostrano, �etvorostrano ili šestostrano, što zavisi od konkretnog štampa�a), koje se pogoni motorom skenera. Kako se ogledalo okre�e, laserski zrak se

Slika 6

Slika 60 Faza ispisivanja odbija od ogledala, i kre�e se levo i desno. Grupa so�iva fokusira laserski zrak, koji kroz prorez na toner kaseti, pada na površinu fotoosetljivog bubnja. Zrak se kre�e celom dužinom bubnja, a bubanj se okre�e. Laserski zrak se uklju�uje i isklju�uje, tako da u jednom trenutku formira jednu po jednu ta�ku slike, kako se pomera po površini bubnja. Ovaj proces se ponavlja sve dok se ne pošalju podaci i o poslednjoj liniji slike. Oblasti na bubnju pogo�ene laserskim zrakom se razelektišu, a oblasti na koje nije pao laserski zrak ostaju negativno naelektrisane, što stvara nevidljivu elektrostati�ku sliku na površini bubnja.

Ovako se na celokupnoj površini valjka formira slika. Tako se za svaku ispisanu liniju slike valjak pomera za na primer 1/600 in�a, a i zrak se može duž linije uklju�iuti i isklju�iti na svakih 1/600 delova in�a. Na ovaj na�in se formira slika �ija se rezolucija meri u broju ta�aka po in�u, u ovom slu�aju dobijamo rezoluciju 600 x 600. Brzina motora skenera koji pokre�e ogledalo i glavnog motora koji pokre�e fotoosteljivi bubanj su sinhronizovane. Ova sinhronizacija se uspostavlja koriš�enjem signala detektovanja mlaza. Na po�etku svake linije, pre nego što zrak do�e do bubnja, odbija se od ogledala za detekciju zraka, koje ima ulogu fotoreceptora – senzora po�etka reda na stranici. Kratkotrajan impuls svetlosti se šalje direktno ili preko opti�kog vlakna do fotodiode na DC kontroleru, gde se pretvara u elektri�ni signal, koji se koristi za sinhronizaciju brzine ulaza/izlaza podataka za svaku liniju slike. Ovaj signal (VDOUT na slici 60) treba da ima ta�no odre�enu u�estanost, i kada je to postignuto uspostavljena je sinhronizacija izme�u motora skenera i motora fotoosetljivog bubnja, pa se može obaviti upisivanje linije. Ovaj signal se tako�e koristi za utvr�ivanje problema sa laserskom diodom ili motorom skenera.

Beam detect mirror

Laser beam

Scanning mirror Scanning mirror

Laser beam

Photosensitive drum

BD BD BD

BD BD

BD

Direction of scan

Laserski štampa�i

87

Na kraju celog procesa, delovi bubnja koji nisu bili izloženi laserskom zraku još uvek imaju stalan negativan potencijal, a delovi koji su bili izloženi zraku su ispražnjeni od negativnih naelektrisanja, pa dobijamo formiranu elektrostati�ku sliku.

4. Faza razvijanja ( slika 61 )

Tokom faze razvijanja na osnovu nevidljive elektrostati�ke slike koja je u prethodnoj

fazi (upisivanje) formirana na površini fotoosetljivog bubnja, formira se vidljiva slika na bubnju. Delove toner kasete koji se koriste u fazi razvijanja �ine metalni cilindar za razvijanje (developing roler) koji se okre�e oko fiksiranog magnetnog jezgra unutar udubljenja za toner i toner smešten u spremištu. Toner je praškasta supstanca napravljena od gvozdenih deli�a, oivi�enih crnom plasti�nom smolom, koju na površinu valjka za razvijanje privla�i magnetno jezgro valjka. Gumena oštrica ograni�ava koli�inu tonera koji dolazi na površinu valjka za razvijanje i ravnomerno ga raspore�uje po njemu.

Slika 61 Faza razvijanja

Slika se razvija na slede�i na�in: �estice tonera dobijaju negativno površinsko naelektrisanje trenjem o valjak za razvijanje koji je povezan sa negativnim jednosmernim (DC) izvorom za napajanje. Tako negativno naelektrisane �estice tonera privla�e delovi fotoosetljivog bubnja koji su bili izloženi laserskoj svetlosti i koji su zbog toga ispražnjeni od negativnog naelektrisanja, a odbijaju se od negativno naelektrisanih oblasti koje nisu bile izložene laserskom zraku. Ovako se na fotoosetljivom bubnju od tonera formira “ pozitiv” slika. Na valjku za razvijanje je i naizmeni�ni (AC) potencijal koji spre�ava prekomerno privla�enje tonera i magnetskog jezgra cilindra i pove�ava odbijanje od onih delova bubnja koji nisu bili izloženi laserskoj svetlosti, �ime se poboljšava gustina i kontrast slike.

5. Faza prenošenja (slika 62) Tokom faze prenošenja, slika sa bubnja za štampanje se prenosi na papir. Glavnu ulogu

u ovoj fazi igra prenosni (transfer) valjak koji je priklju�en na pozitivni napon. Ovaj pozitivni napon na transfer valjku formira pozitivno naelektrisanje na pozadini papira koji prolazi izme�u valjka i fotoosetljivog bubnja, usled �ega negativne �estice tonera sa fotoosetljivog valjka bivaju privu�ene na papir. Kao deo ove faze može se smatrati i faza razdvajanja papira od fotosetljivog bubnja. Mali pre�nik fotoosetljivog bubnja i krutost papira dovode do toga da se papir odvaja od bubnja po nanošenju tonera na papir. Pored toga papir na daljem putu dodiruje i eliminator stati�kog naelektrisanja (red oštrih metalnih zuba koji su vezani na masu) koji uklanja pozitivno

Metalic Cylinder

Magnetic Core

Laserski štampa�i

88

Slika 62 Faza prenošenja

naelektrisanje sa papira i time slabi sile privla�enja izme�u bubnja i papira. Bez njegove pomo�i papir bi mogao da se umota oko bubnja. Nakon odvajanja, papir se pomera ka sklopu za fiksiranje, a bubanj se okre�e ka sklopovima u kojima se obavljaju faze �iš�enja i pripreme (uspostavljanja negativnog naelektrisanja) za slede�u sliku.

7. Faza fiksiranja (spajanja) (Slika 63)

5lika 63 Faza fiksiranja

U fazi fiksiranja (spajanja), koja se odvija u delu štampa�a koji se zove greja� (fuser), toner se uz pomo� toplote i pritiska stapa sa papirom da bi se proizveo trajni otisak. Papir prolazi izme�u nelepljivog valjka, koji je iznutra zagrejan pomo�u halogene lampe ili kerami�kog greja�a i mekog (gumenog) potisnog valjka. Zagrejani valjak za fiksiranje rastapa toner na papiru, pa se rastopljeni toner lepi za vlakna papira, pošto ga sa jedne strane pritiska valjak za fiksiranje (fusing roller), a sa druge potisni valjak (pressure roller). Da bi se spre�ilo lepljenje tonera ili papira, valjak za fiksiranje je presvu�en nelepljivim slojem “ teflonskog” tipa. Iz ovog razloga ovaj valjak se naziva i “ teflonski valjak” . Na površinu teflonskog valjka se

Laserski štampa�i

89

može dovesti i negativan jednosmerni napon koji spre�ava rasturanje �estica tonera pre nego što se fiksiraju na papir.

Temperaturu valjka za fiksiranje nadgleda regulator temperature sa termistorom oslonjenim na površinu tog valjka i logikom na DC kontrolerskoj plo�i. Ako je greja� realizovan halogenom lampom, tada DC kontroleror održava temperaturu od 120 oC tokom pripremnog (stand by) stanja, do 150 oC za vreme štampanja. Termistor menja otpornost u zavisnosti od temperature, i tu promenu koriste kola na DC kontroleru kako bi regulisanjem napona koji se dovodi na greja�, podesila potrebnu temperaturu. Ukoliko se pri prelasku iz stand-by stanja u fazu štampanja sklop ne zagreje sa 120 oC do 150 oC u roku od 30 sekundi, pojavi�e se indikacija o grešci na displeju. Kod štampa�a koji imaju kerami�ki greja� fjuzera, u pripremnom (stand-by) stanju se greja� ne uklju�uje, pošto se on može zagrejati za vrlo kratko vreme pred štampanje. U okviru sklopa za fiksiranje se nalaze jedan ili dva termoprotektora (termoprekida�a) nalegnuta na teflonski valjak. Ukoliko se teflonski valjak usled nekog kvara na termistoru ili DC kontroleru pregreje (preko 175 oC), termoprekida�i �e prekinuti strujno kolo do greja�a, i na displeju �e se pojaviti indikacija o grešci. Termoprekida� koji je dejstvovao je nepovratno otvoren, pa se on mora zameniti. Na ovaj na�in se štampa� štiti od pregrevanja ili �ak i od zapaljenja. Pre zamene otvorenog termoprekida�a mora se otkriti uzrok njegovog otvaranja. Na slici 64 je prikazana principska elektri�na šema sklopa za fiksiranje (fjuzera) sa glavnim elementima (greja�, termoprotektor i termistor).

Slika 64 Elektri�na šema sklopa za fiksiranje B. Sistem za prihvat, transport i kontrolu protoka papira kroz štampa�

Ovaj sistem je odgovaran za prihvat papira iz ulazne kasete ili tanjira za papir, njegovo

dovo�enje do sistema za formiranje slike u ta�no odre�eno vreme, zatim dovo�enje papira do sistema za fiksiranje i na kraju isporuku papira do odabranog izlaznog tanjira. Kod simpleks (jednostranog) štampanja, papir prolazi samo jenom kroz štampa�. Kod dupleksnog (dvostranog štampanja), papir mora jednom da pro�e kroz štampa� da bi primio sliku, zatim da se okrene i po drugi put pro�e kroz štampa� da bi primio drugu sliku.

Na slici 65 je prikazan presek kroz jedan laserski štampa�, tako da se vidi tok papira kroz njega prilikom štampanja. Otvor za stavljanje papira i slot za ru�no ubacivanje pojedina�nih listova papira se skupljaju u jedan, glavni ulazni postor. Papir stavljen u bilo koji od ova dva ulaza aktivira senzor PS202, koji obaveštava DC kontroler da je papir prisutan na ulazu u štampa� i da proces štampanja može da zapo�ne. Kada dobije komandu za štampanje, DC kontroler aktivira sklop lasera/skenera i glavni motor. Tada se dešavaju slede�i koraci:

GREJA� FJUZERA

TERMPROTEKTOR

TERMISTOR (NTC OTPORNIK)

NA DC KONTROLER

NAIZMENI�NI NAPON IZ

STEPENA ZA NAPAJANJE

Laserski štampa�i

90

Slika 65 Elementi sistema za transport papira i tok kretanja papira kroz štampa� 1. Pomo�u elektromagneta koji igra ulogu kva�ila se aktivira zup�anik, kojim se pokrene

valjak za prihvat papira (pick-up roller), tako da on napravi jedan krug. Plo�a za potiskivanje papira gura papir do valjka za prihvat. Valjak za prihvat prihvata gornji list papira i pomera ga do pogonskih valjaka za dopremu papira. Da bi se obzbedilo da se uzme samo jedan list papira, postolje za odvajanje (separation pad) drži ostatak papira na svom mestu.

2. U ve�ini modela štampa�a, papir se privremeno zaustavlja na sklopu (valjcima) za registraciju (registration rollers), omogu�avaju�i kontroleru štampa�a da sinhroniše vode�u ivicu papira sa slikom na bubnju za štampanje, pri �emu se onemogu�uje i iskošenje papira. Kada su ivice papira i slike na bubnju sinhronisane, aktivira se kva�ilo kalema za registraciju, pa valjci za registraciju po�inju da se okre�u i da pomeraju papir prema fotoosetljivom bubnju. Informaciju o položaju papira kontroleru daje senzor vrha papira PS203. Ovaj senzor obaveštava DC kontroler o ta�nom položaju prednje (vode�e) ivice papira, tako da se slika koja je formirana na fotoosetljivom bubnju može precizno pozicionirati na listu papira. Koraci 1 i 2 su ilustrovani slikom 66.

Slika 66 Koraci 1 i 2 u kretanju papira

Laserski štampa�i

91

3. Pogonski valjci onda pomeraju papir do oblasti valjka za transfer (slika 67), gde se toner sa fotoosetljivog bubnja prenosi na papir.

Slika 67 Korak 3 u kretanju papira

4. Pošto se slika prense na papir, papir uz pomo� vo�ica i eventualno valjaka, ulazi u

sklop za fiksiranje (slika 68), gde toplota sa fjuzera (valjka za fiksiranje) i pritisak sa potisnog valjka trajno lepe toner za papir. Izlazni senzor papira PS201utvr�uje da je papir uspešno napustio oblast fiksiranja.

Slika 68 Korak 4 u kretanju papira

5. Izlazni valjci u sklopu fjuzera isporu�uju papir u zavisnosti od položaja poluge

usmeriva�a papira u gornji ili prednji otvor za izlaz papira.

DETEKCIJA GREŠAKA PRI TRANSPORTU PAPIRA Fotosenzori (slika 69) su elementi koji se u laserskom štampa�u koriste za davanje

podatka o prisustvu ili neprisustvu papira u kaseti ili tanjiru za papir, prisustvu ili neprisustvu toner kasete i o tome da li su poklopci na štampa�u otvoreni ili zatvoreni. Prednja i zadnja ivica papira se koriste za aktiviranje fotosenzora, koji signaliziraju kontroleru štama�a kretanje papira kroz štampa�

Slika 69 Fotosenzor

Laserski štampa�i

92

Senzor nedostatka papira PS202, senzor za registrovanje papira PS203 i senzor izlaza papira PS201, prate kretanje papira kroz štampa�. Ako neki od njih detektuje grešku (zaglavljivanje, gužvanje papira), DC kontroler odmah zaustavlja proces štampanja i daje poruku o grešci (zaglavljivanju papira) na displeju (kontrolnom panelu). Greška u transportu papira se detektuje u slede�im slu�ajevima:

• Greška prilikom uklju�enja štampa�a, to jest kada je papir prisutan kod senzora PS201 ili PS203 prilikom uklju�enja štampa�a

• Greška prilikom prihvata papira, to jest kada papir ne dospe do prethodno slobodnog senzora PS203 za odre�eni period vremena. Taj period po�inje od trenutka kada DC kontroler pobudi elektromagnet prihvata papira.

• Grešeke kašnjenja kod kojih papir ne dospe do, ili ne napusti pojedini senzor u toku odre�enog vremenskog intervala.

RAD ELEKTRONSKIH SKLOPOVA

Pored elektromehani�kih, mehani�kih i opti�kih elemenata, važni elementi laserskog štampa�a su i elektronski sklopovi. Tipi�ni elektronski sklopovi kod laserskog štampa�a su: DC kontroler, formater, stepen lasera/skenera, stepen za napajanje, visokonaponski stepen i ulazni interfejsi. Zavisno od konstrukcije nabrojeni elementi mogu da budu na zasebnim štampanim plo�ama, a tako�e neki od njih mogu biti realizovani na zajedni�koj štampanoj plo�i.

Na slici 70 je prikazana blok šema jednog laserskog štampa�a na kojoj se vide glavni elektronski sklopovi i veze izme�u njih.

Slika 70 Blok šema laserskog štampa�a

Laserski štampa�i

93

Uloga stepena za napajanje je da koriste�i naizmeni�ni mrežni napon obezbedi potrebne jednosmerne napone napajanja za ostale elektronske i elektri�ne sklopove u štampa�u. Obi�no ti jednosmerni naponi iznose +5V (i +3,3V kod novijih štampa�a), +12V ili +24V (od ova dva napona je prisutan samo jedan, ali kod nekih štampa�a mogu postojati i oba dva). Osim jednosmernih napona, stepen za napajanje obezbe�uje i regulisani naizmeni�ni napon kojim se napaja grejni element u sklopu fjuzera. Sam stepen za napajanje je prekida�kog (impulsnog tipa).

Visokonaponski stepen ima zadatak da obezbedi visoke jednosmerne i naizmeni�ne napone potrebne za elemente toner kasete u fazi štampanja. Tu spadaju naponi za valjak za uspostavljanje primarnog naelektrisanja (primary charging roller), valjak za razvijanje (developoing roller), kao i valjak za prenošenje tonera na papir (transfer roller).

Ulazni interfejsi omogu�avaju priklju�enje štampa�a na ra�unar sa koga dolaze dokumenti koji treba da se štampaju ili na ra�unarsku mrežu, ako je štampa� predvi�en kao mrežni štampa�, tako da se na njemu može štampati sa više ra�unara koji se nalaze u toj mreži. Standardni interfejs za priklju�enje štapa�a na ra�unar je paralelni port (Centronics), a noviji štampa�i pored njega imaju i USB priklju�ak. Kod starijih štampa�a koristio se i serijski (RS232) priklju�ak. Za priklju�enje na mrežu se naj�eš�e koristi standardni RJ45 priklju�ak.

Kontroler štampa�a (sre�u se termini DC kontroler, ECU – engine control unit i tako dalje) je odgovoran za koordinaciju svih aktivnosti uklju�enih u proces štampanja. Ovaj kontroler kontroliše slede�e sisteme i funkcije:

• transport papira, • vremensku sinhronizaciju, • stanje štampa�a, • veli�inu i dostupnost papira, • visokonaponski stepen, • temperaturu fjuzera, • pomeranje glavnog motora i snabdevanje jednosmernim naponom. • kalemove, gde svaki kalem preko odgovaraju�eg kva�ila uklju�uje odre�eni valjak. • fotosenzore kojima se kontroliše kretanje papira kroz štampa� • mikroprekida�e pomo�u kojih se kod nekih štampa�a odre�uje veli�ina kasete ili

poslužavnika za papir. • motore:

o Glavni motor ( M1 ) se okre�e nakon što je bilo koji poklopac štampa�a zatvoren, za vreme perioda zagrevanja, perioda po�etne rotacije, štampanja i perioda završne rotacije. Glavni motor preko sistema zup�anika i kalema sa kva�ilima u odre�enim intervalima pokre�e valjke u štampa�u.

o Motor skenera. Ovaj motor radi za vreme po�etne rotacije, štampanja i završne rotacije. Njegova uloga je okretanje ogledala kojim se laserski zrak pomera, tako da posle usmeravanja kroz sistem so�iva, padne na fotoostljivi bubanj i na njemu ispiše sliku koju treba odštampati.

o Motor izduvnog ventilatora. Ovaj motor omogu�ava hla�enje sklopova unutar štampa�a. On radi malom brzinom za vreme zagrevanja i u pripremnom periodu. Velikom brzinom radi za vreme po�etne rotacije, štampe i završne rotacije.

Formater je elektronski sklop u štamapa�u koji ima slede�e uloge:

• Primanje i obrada ASCII podataka o slici sa ulaznih interfejsa (priklju�aka), kao i

komunikacija u suprotnom smeru koja omogu�ava korisniku da podešava parametre štampa�a i nadgleda njegovo stanje sa ra�unara.

Laserski štampa�i

94

• Generisanje i koordinacija smeštanja elemenata slike (ta�kica) i sinhronizacija sa sklopom DC kontrolera.

• Nadgledanje komandi sa kontrolnog panela i prikazivanje informacija o stanju štampa�a na kontrolnom panelu.

• �uvanje informacija o fontovima.

Formater prima ASCII podatke o slici od ulaznih interfejsa i pretvara ih u ta�ke koje �ine sliku. Primljene i obra�ene podatke o slici smešta u radnu (RAM) memoriju. DC kontroler štampa�a sinhroniše formiranje slike sa sistemom za dopremu papira, i kada je sve spremno šalje signal formateru da zapo�ne slanje podataka o slici iz radne memorije. Formater onda šalje ove podatke (ta�kice) u formi video signala i proces štampanja po�inje. Na sklopu formatera se naj�eš�e nalaze i dodatni slotovi za proširenje RAM memorije.

Formater sadrži slede�e blokove:

• Centralni procesor – CPU. Formater koristi jedan namenski mikroprocesor za kontrolu svih operacija. Brzina rada procesora zavisi od tipa i generacije štampa�a.

• ROM memorija Osim što �uva programe koje mora da izvršava mikroprocesor, ROM memorija �uva i odre�eni broj unapred definisanih, internih fontova. Maksimalan kapacitet ROM memorije zavisi, tako�e, od tipa štampa�a.

• Neizbrisiva memorija ( NV RAM ). NV RAM ima kapacitet relativno mali kapacitet (na primer 1024 bajta). Pošto se njen sadržaj ne gubi kada se isklju�i napajanje, koristi se za �uvanje podataka o broju odštampanih stranica i informacije o parametrima konfiguracije štampa�a koje korisnik unosi preko kontrolnog panela ili ra�unara.

• RAM memorija Kapacitet RAM memorije zavisi od tipa štampa�a i može se proširiti dodavanjem memorijskog modula u za to predvi�eni slot za proširenje Ova memorija �uva informacije o strani koju treba odštampati i fontovima dobijene od ra�unara, kao i izgled celokupne stranice za štampu pre nego što se podaci pošalju u laserski sklop štampa�a.

• Ulazno/Izlazni interfejs (priklju�ak). Ovaj interfejs je naj�eš�e paralenog tipa (Centronics), a noviji štampa�i mogu da imaju i USB priklju�ak. Neki stariji štampa�i su pored paralelnog imali i serijski (RS232) priklju�ak.

Novije generacije štampa�a poseduju mogu�nost za masna slova, poboljšanje rezolucije i

zaštitu stranice. Poboljšanje rezolucije se postiže modifikovanjem video podatka (podaci o ta�kama slike) pre njihovog slanja u sklop laserske diode. Tim postupkom se dobijaju ublažene oštre (nazubljene) ivice. Ova (RET – Resolution Enhancement Tecnology) opcija se aktivira preko kontrolnog panela ili preko ra�unara, i može se izabrati jedan od nekoliko nivoa.

Zaštita stranice (page protect) je potrebna u situacijama kada kompleksnost zadate stranice prevazilazi mogu�nosti štampa�a. U tim slu�ajevima, mogu�e je da je štampa� štampa stranicu u delovima pri �emu može da izgubi deo podataka. Javlja se poruka greške na kontolnom panelu ili displeju (print overrun). Zaštita stranice omogu�ava formateru da kreira i smesti izgled cele stranice u memoriju, pre fizi�kog pomeranja papira kroz štampa�. Ovaj proces osigurava da �e cela stranica biti odštampana na jednom listu papira. Zaštita stranice zahteva bar 1MB memorije i može se po želji uklju�iti ili isklju�iti.

Laserski štampa�i

95

Rad elektronskih sklopova u laserskom štampa�u se može prikazati u pet faza (koraka) prikazanih na slici 71:

Slika 71 Faze u radu elektronskih sklopova u laserskom štampa�u

1. Faza zagrevanja

Faza zagrevanja po�inje po uklju�enju štampa�a. Sklop fjuzera dobija naizmeni�ni

napon za napajanje i po�inje da se zagreva. Veli�inu napona, a samim tim i temperaturu sklopa, odre�uje DC kontreoler, na osnovu otpornosti termistora.

Ako postoje ventilator (ili ventilatori) za hla�enje, oni po�inju da rade. Glavni motor dobija napajanje u toku 2 do 3 sekunde, što omogu�ava okretanje bubnja

za štampanje i njegovo �iš�enje. Valjak za naelektrisanje se trenutno naelektiše da bi se pripremila površina valjka za

štampanje. Kontroler štampa�a šalje READY signal u formater. Formater šalje READY signal na displej na kontrolnoj plo�i.

2. Faza �ekanja

Tokom faze �ekanja štampa� je uklju�en i �eka na slede�i posao za štampanje. Sklop fjuzera održava svoju temparaturu predvi�enu za fazu �ekanja.

NAPOMENA: Štampa� sa Instant-on fjuzerom (fjuzer sa kerami�kim greja�em) ne održava temperaturu tokom faze �ekanja, jer on može da zagreje grejni element za vrlo kratko vreme, tako da se na taj na�in smanjuje potrošnja energije.

Kontrolni panel pokazuje READY poruku.

3. Faza po�etne rotacije

Formater prima podatke za štamapnje iz ra�unara. On obra�uje te podatke i smešta ih u bafer za štampanje.

Formater šalje signal za štampanje u kontroler štampa�a, �ime ga obaveštava da zapo�ne štampanje.

Sklop fjuzera po�inje da se zagreva do temperature potrebne za štampanje. Glavni motor, motor za skeniranje, i ventilator za hla�enje (ako postoji) dobijaju

napajanje i po�inju da funkcionišu.

Laserski štampa�i

96

Snaga koja se dovodi na lasersku diodu se proverava i po potrebi podešava. Signal detekcije laserskog zraska se šalje u kontroler štampa�a, ozna�avaju�i po�etak linije skeniranja rasterskih podataka.

Dovodi se polarizacija na valjak za naelektrisanje, �ime se omogu�uje da on negativno naelektriše površinu bubnja za štampanje.

Valjak za transfer (ili transfer žica na nekim štampa�ima) se negativno naelektriše da bi odbio eventualni toner sa svoje površine.

Sklop fjuzera dostiže svoju radnu temperaturu.

4. Faza štampanja (slika 72)

Tokom faze štampanja, rade sve komponente štampa�a. Svi sklopovi za proces formiranja slike se pobu�uju da bi primili rasterske podatke i pretvorili ih u sliku na papiru. U ove komponente spadaju:

• formater • kontroler štampa�a • laserski sklop za skeniranje • valjak za naelektrisanje • bubanj za štampanje • valjak za razvijanje • valjak za prenošenje slike • zagrevni element u sklopu fjuzera

Slika 72 Faza štampanja

Slede�i mehani�ki elementi na putanji kretanja papira (slika 73) se pobu�uju i

transportuju papir kroz štama�:

• glavni motor • valjak (valjci) za prihvat • valjak za prenošenje • valjak za fiksiranje

Laserski štampa�i

97

Slika 73 Elementi za transport papira kroz štampa�

5. Faza završne rotacije

Formater dobija signal za kraj posla od ra�unara. Formater obaveštava kontroler štampa�a da zapo�ne fazu završne rotacije. Tokom završne rotacije, štampa� se priprema za povratak u stanje (fazu) �ekanja. Ove posebne procedure se razlikuju od štampa�a do štampa�a.

GREŠKE U RADU LASERSKIH ŠTAMPA�A

Tokom rada laserskog štampa�a mogu se javiti razne smetnje privremenog ili trajnog karaktera, kao i kvarovi na elementima samog štampa�a. Zahvaljuju�i ugra�enim hardverskim i softverskim komponentama, omogu�eno je otkrivanje dobrog dela smetnji, njihovo identifikovanje i prikaz informacije o prirodi smetnje (greške) na kontrolnom panelu štampa�a. Kod jeftinijih štampa�a kontrolni panel je realizoan sa nekoliko LED dioda i tastera. U korisni�kom uputstvu za upotrebu štampa�a dato je i uputstvo za upotrebu kontrolnog panela, sa na�inom interpretiranja poruka prikazanih LED diodama. Obi�no jedna dioda svetli kada je štampa� ispravan i u READY stanju, druga svetli (blinka) kada štampa� prima podatke za štampanje, a tre�a svetli kada postoji neka smetnja (greška). U slu�aju greške, treba pritisnuti odre�eni taster, posle �ega se pale neke od LED dioda i svetle bilo stalno, bilo isprekidano (blinkaju). Svaka kombinacija svetlenja LED dioda predstavlja jednu vrstu smetnje (greške) u radu štampa�a, tako da se koriste�i opis u korisni�kom uputstvu relativno brzo može ustanoviti vrsta i mesto nastale greške u radu štampa�a. Skuplji štampa�i umesto kantrolnog panela sa LED diodama i tasterom imaju alfanumeri�ki displej koji u dva do tri reda daje osnovne podatke o detektovanoj greški, i to numeri�ki kod greške i tekstualni naziv sklopa u kome se greška nalazi. Na primer kod štampa�a Hewelet Packard, neke od karakteristi�nih poruka na displeju mogu biti:

00 READY - Štampa� je spreman za upotrebu. 13 PAPER JAM - Ova poruka se pojavljuje ukoliko papir ne ulazi, ne pomera se, ili

ne izlazi iz štampa�a u pravilnim vremenskim intervalima, to jest ako do�e do zastoja, gužvanja ili cepanja papira.

41 ERROR - Privremena greška do koje dolazi ako u toku štampe iz nekog razloga nisu sinhronizovani prednja ivica papira, sa fotoosetljivim bubnjem i signalom detektovanja po�etka linije.

Laserski štampa�i

98

50 NEEDS SERVICE - Ova poruka ukazuje na neispravan sistem za fiksiranje (fjuzer) 51 ERROR - Ova poruka ukazuje na neispravnosti u radu sklopa laserske diode

i motora skenera, kao i sistema za detekciju po�etka linije.

Ovo su samo neke od poruka koje se mogu pojaviti na displeju, a potpuni spisak svih poruka sa preporu�enim na�inom njihovog otklanjanja je dat u uputstvu za upotrebu štampa�a.

Tokom rada laserskog štampa�a mogu�e je da na kontrolnom panelu ne bude prijavljena nikakva greška, tako da se proces štampanja normalno odvija, ali da na odštampanim stranicama ipak postoje neke nepravilnosti (defekti). U korisni�kom uputstvu za štampa� je dat i spisak ovakvih defekata kao i saveti za njihovo prevazilaženje. Me�utim, ako se zna na�in formiranja otiska u laserskom štampa�u, serviser može se i sam zaklju�iti šta može biti uzrok tih defekata. Neki od tih defekata su:

1. Ako iz štampa�a izlazi prazna (bela) stranica papira, mogu se pretpostaviti neki od

uzroka ove pojave: • Blokiran ulaz laserskog zraka u toner kasetu. Poklopac (zatvara�) otvora za

laserski snop na toner kaseti je zatvoren i spre�ava prolaz laserskog zraka do fotoosetljivog bubnja. Kao posledica toga nema upisa slike na površini fotoosetljivog bubnja, pa ceo bubanj ostaje negativno naelektrisan i ne može da privu�e �estice tonera sa valjka za razvijanje. U ovom slu�aju treba proveriti rad poklopca otvora za laserski snop na toner kaseti. Po potrebi zameniti toner kasetu.

• Loši kontakti kojima se dovodi masa na fotoosetljivi bubanj u toner kaseti. Ukoliko je kontakt uzemljenja na visoko-naponskom stepenu savijen i ne dodiruje kontakt na toner kaseti, sa delova bubnja koji su pogo�eni laserskim zrakom ne�e se isprazniti negativno naelektrisanje, pa ne�e biti privu�en negativno naelektrisan toner sa valjka za razvijanje. U ovom slu�aju treba pregledati i eventualno o�istiti i ispraviti odgovaraju�e kontakte na visokonaponskom stepenu i toner kaseti.

• Nema pozitivnog napona na valjku za transfer. Bez ovog napona na valjku za transfer, toner se ne može prebaciti sa fotoosetljivog bubnja do papira. U ovom slu�aju treba proveriti i o�istiti kontakte na visokonaponskom stepenu preko kojih se dovodi napon na valjak za transfer, kao i stanje valjka za transfer. Ako je potrebno o�istiti ili zameniti valjak za transfer.

• Nema negativnog napona na valjku za razvijanje. Negativni napon na valjku za razvijanje negativno naelektriše �estice tonera, tako da ih zatim mogu privu�i mesta na fotoosetljivom bubnju koja su bila izložena laserskom zraku. Proveriti i o�istiti kontakte na visoko naponskom stepenu i toner kaseti. Ako su ovi kontakti dobri, zameniti visokonaponski stepen.

2. Ako iz štampa�a izlazi potpuno crna stranica papira, jedan od mogu�ih uzroka ove pojave su i loši kontakti kojima se dovodi negativni napon na valjak primarnog naelektrisanja. Ako su kontakti valjka za nanošenje primarnog naelektrisanja iskrivljeni, valjak ne�e biti negativno naelektrisan, pa zbog toga ni fotoosetljivi bubanj ne�e dobiti potrebno negativno naelektrisanje. Površina bubnja �e se onda ponašati kao da je cela bila izložena laserskom zraku, a rezultat toga je crna stranica. Ako su ovi kontakti dobri, mogu�e je da je neispravan visokonaponski stepen pa ga treba zameniti.

3. Vertikalne bele linije na odštampanoj stranici. Pored ostalih mogu�ih uzroka, ovu pojavu mogu izazvati strani predmeti (prašina, dla�ice i sli�no) koji se nalaze na putu laserskog zraka od laserske diode do fotoosetljivog bubnja. U ovom slu�aju je potrebno mlazom vazduha ili finom krpicom koja ne ostavlja dla�ice, pažljivo o�istiti ogledala i so�iva u sklopu laser/skenera, koja usmeravaju laserski zrak na fotoosetljivi bubanj.

Laserski štampa�i

99

4. Vertikalne crne linije na odštampanoj stranici. Ovakav defekat mogu izazvati ogrebotine na površini fotoosetljivog valjka u toner kaseti. Na takvim mestima se ne može naneti po�etno negativno naelektrisanje, pa �e ona privla�iti toner kao i ona mesta koja su bila pogo�ena laserskim zrakom. U ovom slu�aju se mora zameniti toner kaseta.